JP7230732B2 - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。

近年、プロジェクター用の光源装置として、レーザー光源と蛍光体とを用いた光源装置が注目されている。このような光源装置として、導光光学系に面するように蛍光発光素子を支持部材に支持する光源装置がある（例えば、下記特許文献１参照）。

蛍光発光素子において蛍光体に塵埃が付着すると、蛍光体の劣化や破壊が生じるおそれがある。そこで、蛍光体プレートを接着保持した板金とレンズとを密着させた防塵構造を採用した光源装置がある（例えば、下記特許文献２参照）。

特開２０１８－１８０１０７号公報 特開２０１４－１２３０１４号公報

上記光源装置において、密閉性をより高くするためには密閉部分に接着剤が用いられる場合がある。しかしながら、接着剤を用いて密閉構造を構成した場合、接着剤から発生するガスにより蛍光体が劣化するおそれがある。

上記の課題を解決するために、本発明の第１態様の光源装置は、光源と、前記光源から射出された光が入射する蛍光体と前記蛍光体を支持する支持基板とを有する波長変換素子と、前記光源から射出された光を前記蛍光体に導く光学素子と、前記光学素子を保持する保持部材と、前記光源から射出された光の光路上に収容空間を設け、少なくとも前記光学素子と前記保持部材とを前記収容空間に収容する筐体部と、を備え、前記支持基板は、前記保持部材に固定され、前記保持部材は、前記筐体部に固定され、前記支持基板と前記保持部材との間には、弾性部材が設けられていることを特徴とする。

上記態様の光源装置において、前記支持基板は、第１面を有し、前記蛍光体は、前記第１面に設けられており、前記弾性部材は、前記蛍光体を囲むように、前記第１面に沿って設けられる構成としてもよい。

上記態様の光源装置において、前記支持基板及び前記保持部材の少なくともいずれか一方に凹部が設けられており、前記弾性部材は、前記凹部に配置されている構成としてもよい。

本発明の第２態様のプロジェクターは、上記第１態様の光源装置と、前記光源装置からの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射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。

プロジェクターの概略構成を示す平面図である。 光源装置の概略構成を示す斜視図である。 筐体部の収容空間を通過する光の光路を模式的に示した図である。 光源装置の要部構成の分解図である。 光源装置の要部の断面図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（プロジェクター）
図１は、本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す平面図である。
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ＳＣＲ上にカラー映像（画像）を表示する投射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つの光変調装置を用いている。プロジェクター１は、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザーを用いている。

具体的に、プロジェクター１は、照明装置２Ａと、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学装置６と、を備えている。

照明装置２Ａは、照明光ＷＬを色分離光学系３に向けて射出する。照明装置２Ａは、光源装置２と、均一照明光学系３６とを含む。

均一照明光学系３６は、インテグレータ光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３と、を備える。なお、偏光変換素子３２は必須ではない。均一照明光学系３６は、光源装置２から射出された照明光ＷＬの強度分布を被照明領域において均一化する。

インテグレータ光学系３１は、例えば、レンズアレイ３１ａ，レンズアレイ３１ｂから構成されている。レンズアレイ３１ａ，３１ｂは、複数のレンズがアレイ状に配列されたものからなる。

インテグレータ光学系３１を通過した照明光ＷＬは、偏光変換素子３２に入射する。偏光変換素子３２は、例えば、偏光分離膜と位相差板とから構成され、照明光ＷＬを直線偏光に変換する。

偏光変換素子３２を通過した照明光ＷＬは、重畳光学系３３に入射する。重畳光学系３３は、例えば、凸レンズから構成され、偏光変換素子３２から射出された照明光ＷＬを被照明領域に重畳させる。本実施形態では、インテグレータ光学系３１と重畳光学系３３とによって、被照明領域における照度分布が均一化される。

均一照明光学系３６から射出された照明光ＷＬは色分離光学系３へ入射する。
色分離光学系３は、照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離するためのものである。色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａおよび第２のダイクロイックミラー７ｂと、第１の全反射ミラー８ａ、第２の全反射ミラー８ｂおよび第３の全反射ミラー８ｃと、第１のリレーレンズ９ａおよび第２のリレーレンズ９ｂと、を概略備えている。

第１のダイクロイックミラー７ａは、光源装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢとに分離する。第１のダイクロイックミラー７ａは、赤色光ＬＲを透過するとともに、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射する。一方、第２のダイクロイックミラー７ｂは、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを分離する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、緑色光ＬＧを反射するとともに、青色光ＬＢを透過する。

第１の全反射ミラー８ａは、第１のダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。第２の全反射ミラー８ｂおよび第３の全反射ミラー８ｃは、第２のダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに向けて反射する。緑色光ＬＧは、第２のダイクロイックミラー７ｂにより光変調装置４Ｇに向けて反射される。

第１のリレーレンズ９ａおよび第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２のダイクロイックミラー７ｂの光射出側に配置されている。

光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色の画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色の画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色の画像光を形成する。

光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側および射出側には、図示しない一対の偏光板が配置されている。

光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ，フィールドレンズ１０Ｇ，フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。

合成光学系５は、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂからの各画像光を合成し、投射光学装置６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられている。

投射光学装置６は、投射レンズ群から構成されている。投射光学装置６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。

（光源装置）
次に、上記照明装置２Ａに用いられる本発明の一つの態様を適用した光源装置２について説明する。

図２は、光源装置の概略構成を示す斜視図である。図２では、図面を見易くするため、筐体部の上板部の図示を省略している。以下に用いる図面においては、適宜ＸＹＺ座標系を用いて各部材の位置関係を説明する。図２において、Ｚ軸に沿うＺ方向は鉛直方向に相当し、Ｚ軸に直交するＸ軸に沿うＸ方向は光源装置２による光射出方向に相当し、Ｙ軸はＸ軸及びＺ軸に直交する。以下、＋Ｚ方向を「上側」と呼び、－Ｚ方向を「下側」と呼び、Ｚ軸方向に沿う両方向を総称して「上下方向」と呼ぶ。また、＋Ｘ方向を「左側」と呼び、－Ｘ方向を「右側」と呼び、Ｘ軸に沿う両方向を総称して「左右方向」と呼ぶ。なお、図２では、Ｚ軸に沿うＺ方向を鉛直方向とするが、鉛直方向はプロジェクター１の設置姿勢に応じて変化する。

光源装置２は、図２に示すように、光源２１と、光源用冷却部材２２と、光分離素子５０と、ピックアップレンズユニット２６と、波長変換素子２７と、蛍光体用冷却部材２８と、拡散板ユニット３０と、筐体部４０とを備えている。

光源用冷却部材２２と、光源２１と、光分離素子５０と、ピックアップレンズユニット２６と、波長変換素子２７と、蛍光体用冷却部材２８とは光軸ａｘ１上に順次配置されている。また、拡散板ユニット３０と、光分離素子５０とは、照明光軸ａｘ２上に順次配置されている。光軸ａｘ１と照明光軸ａｘ２とは、同一面内にあり、互いに直交している。

筐体部４０は金属製のケース部材からなる。筐体部４０は収容空間Ｓを有する。収容空間Ｓには、光源２１と、光分離素子５０と、拡散板ユニット３０と、ピックアップレンズユニット２６と、光分離素子５０とが収容されている。光源用冷却部材２２は筐体部４０に支持されている。

筐体部４０は金属製のケース部材からなる。筐体部４０は収容空間Ｓを有する。収容空間Ｓには、光源２１と、光分離素子５０と、拡散板ユニット３０と、ピックアップレンズユニット２６とが収容されている。光源用冷却部材２２及び蛍光体用冷却部材２８は筐体部４０に支持されている。

筐体部４０は、第１の側板部４１と、第２の側板部４２と、第３の側板部４３と、第４の側板部４４と、底板部４５と、を有する。第１の側板部４１にはピックアップレンズユニット２６が取り付けられる。第２の側板部４２は第１の側板部４１に対向して設けられ、光源２１が取り付けられる。第３の側板部４３は、第１の側板部４１及び第２の側板部４２と交差する（直交する）方向に延在する部材であり、拡散板ユニット３０が取り付けられる。第４の側板部４４は第３の側板部４３に対向するとともに、第１の側板部４１及び第２の側板部４２と交差する（直交する）方向に延在する部材である。

第４の側板部４４は光分離素子５０の左側（＋Ｘ側）に設けられ、光分離素子５０で合成されて外部に向けて射出された照明光ＷＬを透過させる光射出部４９を有する。光射出部４９は、第４の側板部４４を貫通する貫通孔４４ａで構成される。

光源用冷却部材２２はヒートシンク２２ａを含み、光源２１と熱的に接続されている。ここで、二つの部材同士が熱的に接続されているとは、二つの部材間で熱伝達が可能な状態を意味し、二つの部材同士が直接接触している状態に加え、二つの部材同士が熱伝導部材を介して間接的に接触した状態も含む。

本実施形態の光源装置２において、光源２１で発生した熱は光源用冷却部材２２から放出される。ヒートシンク２２ａは放熱性の高い金属部材から構成される。ヒートシンク２２ａは、光源２１を支持する支持面の反対に設けられた複数のフィン２２ａ１を有する。なお、不図示の冷却ファンによってヒートシンク２２ａの複数のフィン２２ａ１に送風することでヒートシンク２２ａの冷却性能をより向上させてもよい。

本実施形態の光源装置２において、波長変換素子２７で発生した熱は蛍光体用冷却部材２８から放出される。蛍光体用冷却部材２８は、ねじ部材１３を介して支持するピックアップレンズユニット２６に取り付けられている。
蛍光体用冷却部材２８は、支持部２８ａとヒートシンク２８ｂとを含む。ヒートシンク２８ｂは、支持部２８ａに設けられた複数のフィン２８ｂ１を有する。なお、不図示の冷却ファンによってヒートシンク２８ｂの複数のフィン２８ｂ１に送風することでヒートシンク２８ｂの冷却性能をより向上させてもよい。

図３は筐体部の収容空間を通過する光の光路を模式的に示した図である。なお、図３では、筐体部４０内において光が通過する各光学部材を簡略化して示している。図３に示すように、光源２１は、複数の半導体レーザー２１ａを含む。光源２１は、光軸ａｘ１と直交する面内において複数の半導体レーザー２１ａをアレイ状に配置したパッケージ構造を有している。半導体レーザー２１ａは、例えば、後述の励起光として青色の光線Ｂを射出する。青色の光線Ｂは、例えばピーク波長が４６０ｎｍのレーザー光である。各半導体レーザー２１ａから射出された光線Ｂはコリメーターレンズにより平行光に変換された状態で射出される。本実施形態において、光源２１は、複数の光線Ｂからなる光線束ＢＬを射出する。なお、半導体レーザー２１ａの数は限定されない。

光線束ＢＬは、光分離素子５０に入射する。光分離素子５０は、例えば、入射する光の一部を反射し、残りの光を透過させる光学特性を有するミラーで構成される。光分離素子５０は、光軸ａｘ１，照明光軸ａｘ２に対して４５°の角度をなすように配置されている。

光線束ＢＬの一部は光分離素子５０で反射されて拡散板ユニット３０に向かう。光線束ＢＬの一部の残りは光分離素子５０を透過してピックアップレンズユニット２６に向かう。以下、光分離素子５０で反射されて拡散板ユニット３０に入射する光線束ＢＬの一部を第１光線束ＢＬ１、光分離素子５０を透過してピックアップレンズユニット２６に入射する光線束ＢＬの一部の残りを励起光ＢＬ２と称す。

拡散板ユニット３０は、ピックアップレンズ３０ａと、拡散板３０ｂとを含む。ピックアップレンズ３０ａは第１光線束ＢＬ１を集光して拡散板３０ｂに入射させる。拡散板３０ｂは、ピックアップレンズ３０ａから射出された第１光線束ＢＬ１を光分離素子５０に向けて拡散反射させる。以下、拡散板３０ｂで拡散反射された光を拡散反射光ＢＬ３と称する。

拡散反射光ＢＬ３はピックアップレンズ３０ａで平行化され、光分離素子５０に入射する。光分離素子５０に入射した拡散反射光ＢＬ３は光分離素子５０により光射出部４９に向けて透過される。

ピックアップレンズユニット２６は、励起光ＢＬ２を波長変換素子２７の蛍光体に向けて集光させる。ピックアップレンズユニット２６は、集光光学系（光学素子）２４と、集光光学系２４を保持する保持部材２５と、を有する。集光光学系２４は、第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ及び第３レンズ２４ｃで構成される。ピックアップレンズユニット２６から射出された励起光ＢＬ２は励起光として波長変換素子２７の蛍光体３４に入射する。

波長変換素子２７は、蛍光体３４と、蛍光体３４を支持する支持基板３５とを有している。支持基板３５は、例えば、銅等の高熱伝導性材料で構成される。
なお、蛍光体３４と支持基板３５との間には、蛍光体３４で生成された蛍光ＹＬの一部を外部に向けて反射させる図示しない反射ミラーが設けられている。本実施形態の波長変換素子２７は励起光ＢＬ２の入射方向と反対方向に蛍光ＹＬを射出する反射型の蛍光発光素子である。

本実施形態の蛍光体３４は励起光ＢＬ２を吸収して黄色の蛍光ＹＬに変換して射出する蛍光体粒子を含む。蛍光体粒子としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いることができる。

蛍光体３４としては、例えば、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などを好適に用いることもできる。

蛍光体３４から射出された蛍光ＹＬは、ピックアップレンズユニット２６で平行化されて光分離素子５０に入射する。光分離素子５０に入射した蛍光ＹＬは光分離素子５０で反射される。光分離素子５０で反射された蛍光ＹＬは、光分離素子５０を透過した拡散反射光ＢＬ３と合成されることで、白色の照明光ＷＬを生成する。照明光ＷＬは光射出部４９から筐体部４０の外部に射出されて図１に示した均一照明光学系３６のインテグレータ光学系３１に入射する。

図４は光源装置の要部構成の分解図である。具体的に図４は筐体部４０に対するピックアップレンズユニット２６、波長変換素子２７及び蛍光体用冷却部材２８の取り付け構造を示している。図５は光源装置の要部の断面図である。図５は光源装置２の要部におけるＸＹ面に平行な面による断面を示す図である。

図４或いは図５に示されるように、ピックアップレンズユニット２６はねじ部材１１を介して筐体部４０に固定される。ピックアップレンズユニット２６は、収容空間Ｓ内において励起光ＢＬ２の光路（光軸ａｘ１）上に位置するように、筐体部４０に取り付けられる。

筐体部４０は、ピックアップレンズユニット２６の保持部材２５を支持するための支持板４６を有している。支持板４６は、ピックアップレンズユニット２６の保持部材２５を固定するための複数のねじ穴４６ａと、ピックアップレンズユニット２６を位置決めするための複数の位置決めピン４６ｂと、ピックアップレンズユニット２６の保持部材２５を挿入するための開口部４６ｃと、を有している。本実施形態の支持板４６は、３つのねじ穴４６ａと、２つの位置決めピン４６ｂとを有する。

波長変換素子２７はねじ部材１２を介してピックアップレンズユニット２６に固定される。波長変換素子２７は、第３レンズ２４ｃに蛍光体３４を対向させるように、ピックアップレンズユニット２６の保持部材２５に固定される。すなわち、本実施形態において、波長変換素子２７はピックアップレンズユニット２６を介して筐体部４０に取り付けられている。

蛍光体用冷却部材２８は、筐体部４０に固定されたピックアップレンズユニット２６に対してねじ部材１３を介して取り付けられることで、筐体部４０における第１の側板部４１に形成された開口を覆う。

本実施形態において、蛍光体用冷却部材２８と筐体部４０との間に、第３弾性部材５９が設けられている。第３弾性部材５９は、例えばシリコン系の発泡体で構成された独立気泡タイプの部材である。ここで、独立気泡タイプの部材とは、内部に含まれる気孔等の穴同士が連通することなくガスを通さない特性を有する部材である。

続いて、保持部材２５の構成について説明する。
保持部材２５は、レンズ保持部２５ａと取付部２５ｂとを有する。レンズ保持部２５ａは、集光光学系２４を構成する各レンズ２４ａ～２４ｃを保持する略筒状の部位である。取付部２５ｂはレンズ保持部２５ａの手前側（一端側）を覆うように設けられ、保持部材２５を筐体部４０に取り付けるための部位である。

取付部２５ｂの一部は、レンズ保持部２５ａの径方向外側に張り出すように設けられている。取付部２５ｂは、レンズ開口部５１と、複数の貫通孔５２と、一対のピン孔５３と、リング状の凹部５４と、第１ねじ穴５５と、第２ねじ穴５６とを有している。

レンズ開口部５１は取付部２５ｂの中央部に設けられている。レンズ開口部５１の内側には、レンズ保持部２５ａに保持された第３レンズ２４ｃが対向配置される。貫通孔５２はねじ部材１１を挿入するための孔であり、支持板４６に形成されたねじ穴４６ａに対応した位置に設けられている。一対のピン孔５３は支持板４６の位置決めピン４６ｂを挿入するための孔であり、位置決めピン４６ｂに対応した位置に設けられている。一対のピン孔５３の一方はピン４６ｂの外形よりも多く形成されている。これにより、ピン孔５３に対してピン４６ｂが容易に挿入される。凹部５４はレンズ開口部５１の周囲を囲むように設けられている。

第１ねじ穴５５及び第２ねじ穴５６は凹部５４の径方向外側に設けられている。第１ねじ穴５５及び第２ねじ穴５６は２つずつ設けられている。

本実施形態のピックアップレンズユニット２６は、レンズ保持部２５ａを支持板４６の開口部４６ｃに挿入した状態でねじ部材１１を支持板４６のねじ穴４６ａに締め込むことで筐体部４０の支持板４６に固定される。

ピックアップレンズユニット２６の保持部材２５と筐体部４０の支持板４６との間に第２弾性部材５７が設けられている。第２弾性部材５７は、例えばシリコン系の発泡体で構成された独立気泡タイプの部材で構成される。

図５に示すように、第２弾性部材５７はレンズ保持部２５ａの根元を囲むように配置される。そのため、筐体部４０の支持板４６にピックアップレンズユニット２６をねじ部材１１で固定した際、第２弾性部材５７は、開口部４６ｃの周囲を囲んだ状態に設けられるとともに保持部材２５及び筐体部４０間に挟まれて押圧される。これにより、第２弾性部材５７は開口部４６ｃを閉塞する保持部材２５と筐体部４０（支持板４６）との間に生じる隙間を塞ぐことができる。よって、第２弾性部材５７は筐体部４０内の収容空間Ｓと外部とを連通させる隙間を塞ぐことで、収容空間Ｓへの粉塵の侵入を抑制する。

上述のように波長変換素子２７はねじ部材１２によって取付部２５ｂに固定される。以下、波長変換素子２７の取付部２５ｂに対する固定構造を説明する。

波長変換素子２７の支持基板３５には、第１貫通孔３５ａ及び第２貫通孔３５ｂが形成されている。第１貫通孔３５ａはねじ部材１２を挿入するための孔である。第２貫通孔３５ｂはねじ部材１３を挿入するための孔である。

本実施形態において、第１貫通孔３５ａ及び第２貫通孔３５ｂは支持基板３５に２つずつ形成されている。２つの第１貫通孔３５ａは支持基板３５の略対角線上にそれぞれ設けられ、２つの第２貫通孔３５ｂは支持基板３５の略対角線上にそれぞれ設けられる。

第１貫通孔３５ａは取付部２５ｂの第１ねじ穴５５に対応した位置に形成されている。ねじ部材１２は第１貫通孔３５ａに挿入された状態で取付部２５ｂの第１ねじ穴５５に締め込まれる。これにより、支持基板３５は取付部２５ｂに固定される。これにより、支持基板３５は、ピックアップレンズユニット２６に対する光軸ａｘ１方向の位置が規制される。

図５に示すように、支持基板３５における裏面３８と反対の表面（第１面）３７に蛍光体３４が設けられている。蛍光体３４は、支持基板３５がピックアップレンズユニット２６に固定された状態において、光軸ａｘ１上に位置するように表面３７に設けられている。

本実施形態において、第１貫通孔３５ａは、図４に示されるように、支持基板３５の裏面３８のうち窪み３９が設けられた部分に形成されている。支持基板３５の裏面３８には窪み３９によって段差が生じている。窪み３９による段差はねじ部材１２の頭部の高さよりも大きく設定される。これにより、ねじ部材１２を締め付けた際、ねじ部材１２の頭部は支持基板３５の裏面３８よりも凹んだ位置に配置される。

図４に示されるように、ピックアップレンズユニット２６の保持部材２５と波長変換素子２７の支持基板３５との間に、第１弾性部材（弾性部材）５８が設けられている。第１弾性部材５８は、例えばシリコン系の発泡体で構成された独立気泡タイプの部材で構成される。第１弾性部材５８は、保持部材２５の取付部２５ｂに形成された凹部５４に収容される。

図５に示すように、本実施形態において、第１弾性部材５８の厚さは凹部５４の深さよりも大きい。すなわち、第１弾性部材５８は取付部２５ｂの表面に対して突出した状態に設けられる。そのため、波長変換素子２７が取付部２５ｂにねじ部材１２で固定された際、第１弾性部材５８は保持部材２５及び支持基板３５に挟まれて押圧される。上述のように第１弾性部材５８は開口部４６ｃの径方向外側を囲む凹部５４に設けられるため、第１弾性部材５８は、開口部４６ｃ内に配置される蛍光体３４を囲むように、支持基板３５の表面３７に沿って設けられる。

これにより、保持部材２５のレンズ開口部５１と支持基板３５との間に生じる隙間が第１弾性部材５８により塞がれる。よって、保持部材２５のレンズ開口部５１は、支持基板３５により高い密閉度で覆われる。よって、レンズ開口部５１内に設けられた蛍光体３４は高い密閉状態で収容される。

本実施形態において、波長変換素子２７及び取付部２５ｂを固体するねじ部材１２が挿入される第１ねじ穴５５及び第２ねじ穴５６は、第１弾性部材５８の径方向外側に位置する。そのため、ねじ部材１２を締結するためのねじ穴５５，５６は粉塵の通過経路とならない。

第１弾性部材５８は、図５に示されるように、保持部材２５の取付部２５ｂに形成された凹部５４に収容された状態に設けられる。これにより、蛍光体３４から射出された蛍光ＹＬは取付部２５ｂに遮られるので、蛍光ＹＬは第１弾性部材５８に入射し難くなる。よって、光による第１弾性部材５８の劣化が抑制される。すなわち、取付部２５ｂの一部は第１弾性部材５８に対する光の入射を抑制する遮光部材として機能する。なお、第１弾性部材５８に入射する光を遮光する遮光板金等の部材を別途設けてもよい。

蛍光体用冷却部材２８はねじ部材１３を介してピックアップレンズユニット２６に取り付けられる。蛍光体用冷却部材２８の支持部２８ａにはねじ部材１３を挿入するための貫通孔２８ａ１が形成されている。

第２貫通孔３５ｂは取付部２５ｂの第２ねじ穴５６に対応した位置に形成されている。ねじ部材１３は支持部２８ａの貫通孔２８ａ１及び第２貫通孔３５ｂに挿入された状態で取付部２５ｂの第２ねじ穴５６に締め込めれる。これにより、蛍光体用冷却部材２８（支持部２８ａ）は波長変換素子２７とともにねじ部材１３を介してピックアップレンズユニット２６に固定される。

上述のようにねじ部材１２の頭部は支持基板３５の裏面３８よりも凹んでいるため、ねじ部材１２は蛍光体用冷却部材２８の支持部２８ａに接触することがない。これにより、支持基板３５の裏面３８と蛍光体用冷却部材２８の支持部２８ａとが隙間なく接触するので、蛍光体３４の熱が支持基板３５を介して蛍光体用冷却部材２８に効率良く伝達される。よって、蛍光体３４の熱を効率良く放出することができる。

図５に示されるように、ねじ部材１３を介してピックアップレンズユニット２６に固定された蛍光体用冷却部材２８は、筐体部４０との間で第３弾性部材５９を押圧する。これにより、第３弾性部材５９は筐体部４０と蛍光体用冷却部材２８との間に生じる隙間を塞ぐので、筐体部４０内の収容空間Ｓへの塵埃の侵入を第１弾性部材５８及び第２弾性部材５７とともに抑制し、光源装置２の防塵性能を高めることができる。

以上のように本実施形態の光源装置２によれば、支持基板３５と保持部材２５との間に設けられた第１弾性部材５８を備えるので、蛍光体３４を高い密閉状態で保持することで蛍光体３４を粉塵から保護することができる。また、本実施形態の光源装置２によれば、接着剤を用いることなく蛍光体３４を密閉できるので、接着剤から発生するガスによる蛍光体３４の劣化を抑制できる。

また、本実施形態において、第１弾性部材５８は蛍光体３４を囲むように、支持基板３５の表面３７に沿って設けられるので、蛍光体３４を高い密閉度で保持することができる。

また、本実施形態において、第１弾性部材５８は保持部材２５に設けられた凹部５４に配置されるので、第１弾性部材５８を所定の場所に精度良く配置することができる。また、第１弾性部材５８が凹部５４内に配置されることで保持部材２５と支持基板３５の表面３７との隙間が小さくなるので、第１弾性部材５８に対して光が入射し難くなる。よって、光による第１弾性部材５８の劣化が抑制され、第１弾性部材５８の長寿命化が図れる。

また、本実施形態のプロジェクター１によれば、上記光源装置２を備えるため、当該プロジェクター１は高輝度の画像を長期に亘って表示可能な信頼性の高いものとなる。

なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、第１弾性部材５８を収容する凹部５４をピックアップレンズユニット２６の保持部材２５に設ける場合を例に挙げたが、凹部を支持基板３５の表面３７に設けてもよい。あるいは、凹部を保持部材２５及び支持基板３５の両方に設けてもよい。

また、上記実施形態において、支持基板３５の表面３７と保持部材２５の取付部２５ｂとの間にばね部材を介材させるようにしてもよい。この構成によればねじ部材１２の締め込み度合いを調整することでばね部材が伸縮するので、支持基板３５とピックアップレンズユニット２６との距離が調整可能となる。支持基板３５とピックアップレンズユニット２６との距離を調整することで、焦点距離の異なる集光光学系を有するピックアップレンズユニットを用いることができるので、光源装置２の汎用性が向上する。

また、上記実施形態では、光分離素子５０として入射光の一部を透過させ、残りを反射させるミラーを例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、光線束ＢＬを偏光方向に応じて分離する偏光ビームスプリッターを用いてもよい。

また、上記実施形態では、３つの光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを備えるプロジェクター１を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイスを用いてもよい。

また、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、２…光源装置、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ…光変調装置、２１…光源、２４…集光光学系（光学素子）、２５…保持部材、２７…波長変換素子、２８ａ…支持部、３４…蛍光体、３５…支持基板、５４…凹部、５８…第１弾性部材（弾性部材）、Ｓ…収容空間、ＹＬ…蛍光。

Claims (15)

1. 光源と、
   前記光源から射出された光が入射する蛍光体と前記蛍光体を支持する支持基板とを有する波長変換素子と、
   前記光源から射出された光を前記蛍光体に導く光学素子と、
   前記光学素子を保持する保持部材と、
   前記光源から射出された光の光路上に収容空間を設け、少なくとも前記光学素子と前記保持部材とを前記収容空間に収容する筐体部と、を備え、
   前記支持基板は、前記保持部材に固定され、
   前記保持部材は、前記筐体部に固定され、
   前記支持基板と前記保持部材との間には、前記蛍光体を密閉する第１弾性部材が設けられている
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記支持基板は、第１ねじ部材で、前記保持部材に固定され、
   前記保持部材は、第２ねじ部材で、前記筐体部に固定され、
   前記第1ねじ部材および前記第２ねじ部材は、径方向において、前記第１弾性部材よりも外側に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記支持基板は、第１面を有し、
   前記蛍光体は、前記第１面に設けられており、
   前記第１弾性部材は、前記蛍光体を囲むように、前記第１面に沿って設けられる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
4. 前記支持基板及び前記保持部材の少なくともいずれか一方に凹部が設けられており、
   前記第１弾性部材は、前記凹部に配置されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置。
5. さらに、前記保持部材と前記筐体部との間に生じる隙間を塞ぐ第２弾性部材を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置。
6. さらに、前記支持基板の前記蛍光体を支持する面と反対側の面に接触する蛍光体用冷却部材と、
   前記蛍光体用冷却部材と前記筐体部との間に生じる隙間を塞ぐ第３弾性部材を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置。
7. さらに、前記支持基板を介して前記保持部材と前記蛍光体用冷却部材とを固定する第３ねじ部材を備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 前記第３ねじ部材は、径方向において前記第１弾性部材よりも外側に位置する
   ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 収容空間を有する筐体部と
   前記筐体部の第１側板部に取り付けられ、レンズを保持するレンズ保持部材を有するピックアップレンズユニットと、
   前記筐体部の第２側板部に取り付けられた光源と、
   前記筐体部の第３側板部に取り付けられた拡散ユニットと、
   前記収容空間に配置された光分離素子と、
   前記レンズ保持部材に固定され、前記光源から射出された光が入射する蛍光体を支持する支持基板と、
   前記支持基板と前記レンズ保持部材との間に、シールを構成する第１弾性部材と、を備える
   ことを特徴とする光源装置。
10. 前記支持基板は、第１ねじ部材で、前記レンズ保持部材に固定され、
    前記レンズ保持部材は、第２ねじ部材で、前記筐体部に固定され、
    前記第１ねじ部材および前記第２ねじ部材は、径方向において、前記第１弾性部材よりも外側に位置する
    ことを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
11. さらに、前記レンズ保持部材と前記筐体部との間に生じる隙間を塞ぐ第２弾性部材を備える
    ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の光源装置。
12. さらに、前記支持基板の前記蛍光体を支持する面と反対側の面に接触する蛍光体用冷却部材と、
    前記蛍光体用冷却部材と前記筐体部との間に生じる隙間を塞ぐ第３弾性部材を備える
    ことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の光源装置。
13. さらに、前記支持基板を介して前記レンズ保持部材と前記蛍光体用冷却部材とを固定する第３ねじ部材を備える
    ことを特徴とする請求項１２に記載の光源装置。
14. 前記第３ねじ部材は、径方向において前記第１弾性部材よりも外側に位置する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の光源装置。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置からの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射する投射光学装置と、を備える
    ことを特徴とするプロジェクター。

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