特許 7537461 光源装置およびプロジェクター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】光源装置およびプロジェクター

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20240814BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240814BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20240814BHJP

   F21V 7/09 20060101ALI20240814BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20240814BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20240814BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240814BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20240814BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 311

G03B21/00 D

G03B21/14 A

F21V7/09 200

F21V9/40 400

G02B5/20

F21Y115:10

F21Y115:30

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022055310

(22)【出願日】2022-03-30

(65)【公開番号】P2023147669

(43)【公開日】2023-10-13

【審査請求日】2023-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 淳一

(72)【発明者】

【氏名】古田 和也

【審査官】塩治 雅也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０１６８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３２８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０４９８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１６０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－３０３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１２７４３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０４２３８２５０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｋ ９／００－ ９／９０

Ｆ２１Ｓ ２／００－４５／７０

Ｆ２１Ｖ １／００－ ８／００

Ｆ２１Ｖ ９／００－１５／０４

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記波長変換部材に入射した前記第１光を反射する反射部材と、
を備え、
前記波長変換部材は、第１方向において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方向と交差する第２方向において互いに反対側に位置する第３面および第４面
と、を有し、
前記第２光は、前記第１面から射出され、
前記発光素子から射出される前記第１光は、前記第３面から前記波長変換部材に入射し
、
前記反射部材は、前記第４面に対向して設けられ、
前記蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、前記第３面から入射した前記第１光が前記第４
面に到達するまでの経路において、前記第１光の入射光量の９２％以下、かつ、４０％以
上の量を吸収するのに必要な濃度である、光源装置。

【請求項2】

前記反射部材は、前記波長変換部材を支持する支持部材から構成され、
前記支持部材は、前記第４面に当接し、前記第３面から入射した前記第１光を反射する
反射面を有する、請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

前記波長変換部材は、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向において互
いに反対側に位置する第５面および第６面をさらに有し、
前記支持部材は、前記波長変換部材を収容する溝部をさらに有し、
前記溝部は、前記反射面と、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
、前記第６面に対向し、前記第６面から離間する第２壁面と、を有する、請求項２に記載
の光源装置。

【請求項4】

前記第１壁面は、前記第３面側に位置している第１部分と、前記反射面側に位置してい
る第２部分とを有し、前記第１部分は前記反射面に対して垂直な方向に延び、前記第２部
分は、前記第１部分側から前記反射面側に向かうにつれて前記第５面に近づくように傾斜
し、
前記第２壁面は、前記第３面側に位置している第３部分と、前記反射面側に位置してい
る第４部分とを有し、前記第３部分は前記反射面に対して垂直な方向に延び、前記第４部
分は、前記第３部分側から前記反射面側に向かうにつれて前記第６面に近づくように傾斜
し、
前記第１部分、前記第２部分、前記第３部分、および前記第４部分は、前記光の少なく
とも一部を反射する、請求項３に記載の光源装置。

【請求項5】

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、
前記波長変換部材に入射した前記第１光を反射する反射部材と、
を備え、
前記波長変換部材は、第１方向において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方向と交差する第２方向において互いに反対側に位置する第３面および第４面
と、を有し、
前記第２光は、前記第１面から射出され、
前記発光素子から射出される前記第１光は、前記第３面から前記波長変換部材に入射し
、
前記反射部材は、前記第４面に対向して設けられ、
前記蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、前記第３面から入射した前記第１光が前記第４
面に到達するまでの経路において、前記第１光の入射光量の９８％未満の量を吸収するの
に必要な濃度であり、
前記反射部材は、前記波長変換部材を支持する支持部材から構成され、
前記支持部材は、前記第４面に当接し、前記第３面から入射した前記第１光を反射する
反射面を有し、
前記波長変換部材は、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向において互
いに反対側に位置する第５面および第６面をさらに有し、
前記支持部材は、前記波長変換部材を収容する溝部をさらに有し、
前記溝部は、前記反射面と、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
、前記第６面に対向し、前記第６面から離間する第２壁面と、を有する、
光源装置。

【請求項6】

前記第１壁面は、前記第３面側に位置している第１部分と、前記反射面側に位置してい
る第２部分とを有し、前記第１部分は前記反射面に対して垂直な方向に延び、前記第２部
分は、前記第１部分側から前記反射面側に向かうにつれて前記第５面に近づくように傾斜
し、
前記第２壁面は、前記第３面側に位置している第３部分と、前記反射面側に位置してい
る第４部分とを有し、前記第３部分は前記反射面に対して垂直な方向に延び、前記第４部
分は、前記第３部分側から前記反射面側に向かうにつれて前記第６面に近づくように傾斜
し、
前記第１部分、前記第２部分、前記第３部分、および前記第４部分は、前記光の少なく
とも一部を反射する、請求項５に記載の光源装置。

【請求項7】

前記蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、前記第３面から入射した前記第１光が前記第４
面に到達するまでの経路において、前記第１光の入射光量の３０％を超える量を吸収する
のに必要な濃度である、請求項５または請求項６に記載の光源装置。

【請求項8】

前記反射部材の反射率は７５％以上である、請求項１から請求項７までのいずれか一項
に記載の光源装置。

【請求項9】

前記反射部材の反射率は９０％以上である、請求項８に記載の光源装置。

【請求項10】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。

【背景技術】

【0002】

プロジェクターに用いる光源装置として、発光素子から射出された励起光を蛍光体に照射した際に蛍光体から発せられる蛍光を利用した光源装置が提案されている。

【0003】

下記の特許文献１には、励起光を射出する固体光源と、励起光を蛍光に変換する波長変換部材と、を備える光源装置が開示されている。特許文献１には、蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、一般的に、励起光が入射面から反対側の面に到達する経路において全ての励起光が吸収されるように選択され、特定の条件下で例えば９８％の励起光が吸収される、と記載されている。また、特許文献１の発明の特徴点として、賦活剤の濃度を９８％の励起光が吸収するのに必要な量の３倍以上とすることにより、波長変換効率がさらに増加することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１７－５２６１０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の光源装置の波長変換部材において、励起光が入射面から反対側の面に到達したときには、ほぼ全ての励起光が賦活剤により蛍光に変換されている。ここで、波長変換部材において、励起光が入射される入射面とは反対の面に反射部材を配置した場合、反射部材による反射光はほぼ全てが蛍光に変換されている。従って、反射された蛍光が、賦活剤で過剰に再吸収されるなどのさまざまな問題が生じる虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、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
波長変換部材に入射した前記第１光を反射する反射部材と、を備える。前記波長変換部材
は、第１方向において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方向と交
差する第２方向において互いに反対側に位置する第３面および第４面と、を有する。前記
第２光は、前記第１面から射出される。前記発光素子から射出される前記第１光は、前記
第３面から前記波長変換部材に入射する。前記反射部材は、前記第４面に対向して設けら
れる。前記蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、前記第３面から入射した前記第１光が前記
第４面に到達するまでの経路において、前記第１光の入射光量の９８％未満の量を吸収す
るのに必要な濃度である。
また、本発明の一つの態様の光学装置は、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、前記波長変換部材に入射した
前記第１光を反射する反射部材と、を備え、前記波長変換部材は、第１方向において互い
に反対側に位置する第１面および第２面と、前記第１方向と交差する第２方向において互
いに反対側に位置する第３面および第４面と、を有し、前記第２光は、前記第１面から射
出され、前記発光素子から射出される前記第１光は、前記第３面から前記波長変換部材に
入射し、前記反射部材は、前記第４面に対向して設けられ、前記蛍光体に含まれる賦活剤
の濃度は、前記第３面から入射した前記第１光が前記第４面に到達するまでの経路におい
て、前記第１光の入射光量の９２％以下、かつ、４０％以上の量を吸収するのに必要な濃
度である。
また、本発明の一つの態様の光学装置は、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、前記波長変換部材に入射した
前記第１光を反射する反射部材と、を備え、前記波長変換部材は、第１方向において互い
に反対側に位置する第１面および第２面と、前記第１方向と交差する第２方向において互
いに反対側に位置する第３面および第４面と、を有し、前記第２光は、前記第１面から射
出され、前記発光素子から射出される前記第１光は、前記第３面から前記波長変換部材に
入射し、前記反射部材は、前記第４面に対向して設けられ、前記蛍光体に含まれる賦活剤
の濃度は、前記第３面から入射した前記第１光が前記第４面に到達するまでの経路におい
て、前記第１光の入射光量の９８％未満の量を吸収するのに必要な濃度であり、前記反射
部材は、前記波長変換部材を支持する支持部材から構成され、前記支持部材は、前記第４
面に当接し、前記第３面から入射した前記第１光を反射する反射面を有し、前記波長変換
部材は、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向において互いに反対側に位
置する第５面および第６面をさらに有し、前記支持部材は、前記波長変換部材を収容する
溝部をさらに有し、前記溝部は、前記反射面と、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、前記第６面に対向し、前記第６面から離間する第２壁面と、を有する
、光源装置。

【0007】

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、前記光源装置からの前記第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。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。

【図2】第１実施形態の第１照明装置の概略構成図である。

【図3】励起光吸収率と蛍光射出量との関係を示すグラフである。

【図4】第２実施形態の第１照明装置の概略構成図である。

【図5】図４のＶ－Ｖ線に沿う光源装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１～図３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。

【0010】

図１は、本実施形態のプロジェクター１の概略構成を示す図である。
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（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。

【0011】

プロジェクター１は、第１照明装置２０と、第２照明装置２１と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒと、光変調装置４Ｇと、光変調装置４Ｂと、光合成素子５と、投写光学装置６と、を備える。

【0012】

第１照明装置２０は、黄色の蛍光Ｙを色分離光学系３に向けて射出する。第２照明装置２１は、青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに向けて射出する。第１照明装置２０および第２照明装置２１の詳細な構成については後述する。

【0013】

以下、図面においては、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。Ｚ軸は、プロジェクター１の上下方向に沿う軸である。Ｘ軸は、第１照明装置２０の光軸ＡＸ１および第２照明装置２１の光軸ＡＸ２と平行な軸である。Ｙ軸は、Ｘ軸およびＺ軸に直交する軸である。第１照明装置２０の光軸ＡＸ１は、第１照明装置２０から射出される蛍光Ｙの中心軸である。第２照明装置２１の光軸ＡＸ２は、第２照明装置２１から射出される青色光ＬＢの中心軸である。

【0014】

色分離光学系３は、第１照明装置２０から射出される黄色の蛍光Ｙを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに分離する。色分離光学系３は、ダイクロイックミラー７と、第１反射ミラー８ａと、第２反射ミラー８ｂと、を備える。

【0015】

ダイクロイックミラー７は、蛍光Ｙを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに分離する。ダイクロイックミラー７は、赤色光ＬＲを透過するとともに、緑色光ＬＧを反射する。第２反射ミラー８ｂは、緑色光ＬＧの光路中に配置されている。第２反射ミラー８ｂは、ダイクロイックミラー７で反射した緑色光ＬＧを光変調装置４Ｇに向けて反射する。第１反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されている。第１反射ミラー８ａは、ダイクロイックミラー７を透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。

【0016】

一方、第２照明装置２１から射出される青色光ＬＢは、反射ミラー９によって光変調装置４Ｂに向けて反射される。

【0017】

以下、第２照明装置２１の構成について説明する。
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。

【0018】

集光レンズ８２は、凸レンズから構成されている。集光レンズ８２は、光源部８１から射出される青色光ＬＢを略集光した状態で拡散板８３に入射させる。拡散板８３は、集光レンズ８２から射出される青色光ＬＢを所定の拡散度で拡散させ、第１照明装置２０から射出される蛍光Ｙと同様の略均一な配光分布を有する青色光ＬＢを生成する。拡散板８３としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスが用いられる。

【0019】

拡散板８３で拡散された青色光ＬＢは、ロッドレンズ８６に入射する。ロッドレンズ８６は、第２照明装置２１の光軸ＡＸ２方向に沿って延びる角柱状の形状を有する。ロッドレンズ８６は、一端に設けられた光入射端面８６ａと、他端に設けられた光射出端面８６ｂと、を有する。拡散板８３は、ロッドレンズ８６の光入射端面８６ａに光学接着剤（図示略）を介して固定されている。拡散板８３の屈折率とロッドレンズ８６の屈折率とは、できるだけ一致させることが望ましい。

【0020】

青色光ＬＢは、ロッドレンズ８６の内部を全反射しつつ伝播することで照度分布の均一性が高められた状態で光射出端面８６ｂから射出される。ロッドレンズ８６から射出された青色光ＬＢは、リレーレンズ８７に入射する。リレーレンズ８７は、ロッドレンズ８６によって照度分布の均一性が高められた青色光ＬＢを反射ミラー９に入射させる。

【0021】

ロッドレンズ８６の光射出端面８６ｂの形状は、光変調装置４Ｂの画像形成領域の形状と略相似形の矩形状である。これにより、ロッドレンズ８６から射出された青色光ＬＢは、光変調装置４Ｂの画像形成領域に効率良く入射する。

【0022】

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

【0023】

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂのそれぞれには、例えば透過型の液晶パネルが用いられる。また、液晶パネルの入射側および射出側には、偏光板（図示略）がそれぞれ配置されている。偏光板は、特定の方向の直線偏光のみを通過させる。

【0024】

光変調装置４Ｒの入射側には、フィールドレンズ１０Ｒが配置されている。光変調装置４Ｇの入射側には、フィールドレンズ１０Ｇが配置されている。光変調装置４Ｂの入射側には、フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒは、光変調装置４Ｒに入射する赤色光ＬＲの主光線を平行化する。フィールドレンズ１０Ｇは、光変調装置４Ｇに入射する緑色光ＬＧの主光線を平行化する。フィールドレンズ１０Ｂは、光変調装置４Ｂに入射する青色光ＬＢの主光線を平行化する。

【0025】

光合成素子５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂから射出された画像光が入射することにより、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投写光学装置６に向けて射出する。光合成素子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る。

【0026】

投写光学装置６は、複数の投写レンズから構成されている。投写光学装置６は、光合成素子５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投写する。これにより、スクリーンＳＣＲ上に画像が表示される。

【0027】

以下、第１照明装置２０の構成について説明する。
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、平行化光学系６３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。

【0028】

光源装置１００は、波長変換部材５０と、光源部５１と、角度変換部材５２と、第１ミラー５８と、第２ミラー５３と、を備える。光源部５１は、基板５５と、発光素子５６と、を備える。本実施形態の第１ミラー５８は、特許請求の範囲の反射部材に対応する。

【0029】

波長変換部材５０は、Ｘ軸方向に延びる四角柱状の形状を有し、６つの面を有する。波長変換部材５０のＸ軸方向に延びる辺は、Ｙ軸方向に延びる辺およびＺ軸方向に延びる辺よりも長い。したがって、Ｘ軸方向は、波長変換部材５０の長手方向に対応する。Ｙ軸方向に延びる辺の長さとＺ軸方向に延びる辺の長さとは等しい。すなわち、Ｘ軸方向に垂直な面で切断した波長変換部材５０の断面形状は、正方形である。なお、Ｘ軸方向に垂直な面で切断した波長変換部材５０の断面形状は、長方形であってもよい。

【0030】

波長変換部材５０は、第１面５０ａおよび第２面５０ｂと、第３面５０ｃおよび第４面５０ｄと、第５面５０ｅおよび第６面５０ｆと、を有する。第１面５０ａおよび第２面５０ｂは、波長変換部材５０の長手方向（Ｘ軸方向）に交差し、互いに反対側に位置する。第３面５０ｃおよび第４面５０ｄは、第１面５０ａおよび第２面５０ｂと交差し、長手方向に垂直な仮想面内におけるＹ軸方向において互いに反対側に位置する。第５面５０ｅおよび第６面５０ｆは、第３面５０ｃおよび第４面５０ｄと交差し、長手方向に垂直な仮想面内におけるＺ軸方向において互いに反対側に位置する。以下の説明で、第３面５０ｃ、第４面５０ｄ、第５面５０ｅ、および第６面５０ｆを側面と称することがある。本実施形態のＸ軸方向は、特許請求の範囲の第１方向に対応する。本実施形態のＹ軸方向は、特許請求の範囲の第２方向に対応する。本実施形態のＺ軸方向は、特許請求の範囲の第３方向に対応する。

【0031】

波長変換部材５０は、蛍光体を少なくとも含み、第１波長帯を有する励起光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。励起光Ｅは、第３面５０ｃから波長変換部材５０に入射する。蛍光Ｙは、波長変換部材５０の内部を導光した後、第１面５０ａから射出される。本実施形態の励起光Ｅは、特許請求の範囲の第１光に対応する。本実施形態の蛍光Ｙは、特許請求の範囲の第２光に対応する。

【0032】

波長変換部材５０は、励起光Ｅを蛍光Ｙに波長変換する多結晶蛍光体からなるセラミック蛍光体を含んでいる。蛍光Ｙが有する第２波長帯は、例えば４９０～７５０ｎｍの黄色の波長帯である。すなわち、蛍光Ｙは、赤色光成分および緑色光成分を含む黄色の蛍光である。

【0033】

波長変換部材５０は、多結晶蛍光体に代えて、単結晶蛍光体を含んでいてもよい。もしくは、波長変換部材５０は、蛍光ガラスから構成されていてもよい。もしくは、波長変換部材５０は、ガラスまたは樹脂からなるバインダー中に多数の蛍光体粒子が分散された材料から構成されていてもよい。このような材料からなる波長変換部材５０は、励起光Ｅを蛍光Ｙに変換する。

【0034】

具体的には、波長変換部材５０の材料は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を含んでいる。さらに、蛍光体は、発光中心となる賦活剤を含んでいる。賦活剤としてセリウム（Ｃｅ）を含有するＹＡＧ：Ｃｅを例に挙げると、波長変換部材５０の材料として、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_３等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法、ゾルゲル法等の湿式法により得られるＹ－Ａｌ－Ｏアモルファス粒子、噴霧乾燥法、火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるＹＡＧ粒子等が用いられる。

【0035】

蛍光体に含まれるセリウム等の賦活剤の濃度は、第３面５０ｃから入射した励起光Ｅが第４面５０ｄに到達するまでの経路において、励起光Ｅの入射光量の９８％未満であり、好ましくは、９８％未満、かつ、３０％を超える光量を吸収するのに必要な濃度とすることが望ましい。さらに、賦活剤の濃度は、上記の経路において、励起光Ｅの入射光量の９２％以下、かつ、４０％以上の光量を吸収するのに必要な濃度とすることがより望ましい。賦活剤の濃度を上記の範囲とする理由については、後述する。

【0036】

光源部５１は、第１波長帯の励起光Ｅを射出する発光面５６ａを有する発光素子５６を備える。発光素子５６は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されている。発光素子５６の発光面５６ａは、波長変換部材５０の第３面５０ｃに対向し、第３面５０ｃに向けて励起光Ｅを射出する。第１波長帯は、例えば４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色から紫色にかけての波長帯であり、ピーク波長は例えば４４５ｎｍである。このように、光源部５１は、波長変換部材５０の長手方向に沿う４つの側面のうち、１つの側面に対向して設けられている。

【0037】

基板５５は、発光素子５６を支持する。基板５５の一面５５ａには、発光素子５６が設けられている。本実施形態の場合、光源部５１は、発光素子５６と基板５５とから構成されているが、その他、導光板、拡散板、レンズ等の他の光学部材を備えていてもよい。また、本実施形態では、２つの発光素子５６が用いられているが、発光素子５６の個数は特に限定されない。

【0038】

第１ミラー５８は、波長変換部材５０の第４面５０ｄに対向して設けられている。第１ミラー５８は、空気層等を介さず、波長変換部材５０の第４面５０ｄに当接していることが望ましい。第１ミラー５８は、波長変換部材５０に入射した励起光Ｅを反射する。第１ミラー５８の反射率は、極力高いことが望ましい。具体的に、第１ミラー５８の反射率は、例えば７５％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。第１ミラー５８は、例えばアルミニウム、銀等の高い反射率を有する金属材料で構成される。また、第１ミラー５８は、波長変換部材の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有することが望ましい。なお、第１ミラー５８は、金属材料に代えて、誘電体多層膜から構成されていてもよい。

【0039】

第２ミラー５３は、波長変換部材５０の第２面５０ｂに対向して設けられている。第２ミラー５３は、波長変換部材５０の内部を導光し、第２面５０ｂに到達した蛍光Ｙを反射させる。第２ミラー５３は、波長変換部材５０の第２面５０ｂに形成された金属膜または誘電体多層膜から構成されている。

【0040】

第１照明装置２０において、光源部５１から射出された励起光Ｅが波長変換部材５０に入射すると、波長変換部材５０の内部に含まれる蛍光体が励起され、任意の発光点から蛍光Ｙが発せられる。蛍光Ｙは任意の発光点から全ての方向に向かって進むが、４つの側面５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆに向かった蛍光Ｙは、側面５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆの複数の個所で全反射を繰り返しつつ、第１面５０ａまたは第２面５０ｂに向かって進む。第１面５０ａに向かって進む蛍光Ｙは、角度変換部材５２に入射する。第２面５０ｂに向かって進む蛍光Ｙは、第２ミラー５３で反射され、第１面５０ａに向かって進む。

【0041】

波長変換部材５０に入射した励起光Ｅのうち、蛍光体の励起に使われなかった励起光Ｅの一部は、光源部５１の発光素子５６を含む波長変換部材５０の周囲の部材、または第２面５０ｂに設けられた第２ミラー５３で反射される。そのため、励起光Ｅの一部は、波長変換部材５０の内部に閉じ込められて再利用される。

【0042】

角度変換部材５２は、波長変換部材５０の第１面５０ａの光射出側に設けられている。角度変換部材５２は、例えばテーパーロッドから構成されている。角度変換部材５２は、波長変換部材５０から射出された蛍光Ｙが入射する光入射面５２ａと、蛍光Ｙを射出する光射出面５２ｂと、入射した蛍光Ｙを光射出面５２ｂに向けて反射させる側面５２ｃと、を有する。

【0043】

角度変換部材５２は、四角錐台状の形状を有し、光軸Ｊに垂直な断面積が光の進行方向に沿って広がっている。したがって、光射出面５２ｂの面積は、光入射面５２ａの面積よりも大きい。光射出面５２ｂおよび光入射面５２ａの中心を通り、Ｘ軸に平行な軸を角度変換部材５２の光軸Ｊとする。なお、角度変換部材５２の光軸Ｊは、第１照明装置２０の光軸ＡＸ１に一致する。

【0044】

角度変換部材５２に入射した蛍光Ｙは、角度変換部材５２の内部を進行する間に、側面５２ｃで全反射する毎に光軸Ｊに平行な方向に近付くように向きを変える。このようにして、角度変換部材５２は、波長変換部材５０の第１面５０ａから射出される蛍光Ｙの射出角度分布を変換する。具体的には、角度変換部材５２は、光射出面５２ｂにおける蛍光Ｙの最大射出角度を光入射面５２ａにおける蛍光Ｙの最大入射角度よりも小さくする。

【0045】

一般的に、光射出領域の面積と光の立体角（最大射出角）との積で規定される光のエテンデューは保存されるため、角度変換部材５２の透過前後においても蛍光Ｙのエテンデューは保存される。角度変換部材５２は、上述したように、光射出面５２ｂの面積を光入射面５２ａの面積よりも大きくした構成を有する。そのため、エテンデュー保存の観点から、角度変換部材５２は、光射出面５２ｂにおける蛍光Ｙの最大射出角度を光入射面５２ａに入射する蛍光Ｙの最大入射角度よりも小さくすることができる。

【0046】

角度変換部材５２は、光入射面５２ａが波長変換部材５０の第１面５０ａに対向するように光学接着剤（図示略）を介して波長変換部材５０に固定されている。すなわち、角度変換部材５２と波長変換部材５０とは光学接着剤を介して接触しており、角度変換部材５２と波長変換部材５０との間に空隙（空気層）は設けられていない。仮に角度変換部材５２と波長変換部材５０との間に空隙が設けられていた場合、角度変換部材５２の光入射面５２ａに到達した蛍光Ｙのうち、臨界角以上の角度で光入射面５２ａに入射した蛍光Ｙは、光入射面５２ａで全反射し、角度変換部材５２に入射できない。これに対して、本実施形態のように、角度変換部材５２と波長変換部材５０との間に空隙が設けられていない場合には、角度変換部材５２に入射できない蛍光Ｙを減らすことができる。この観点から、角度変換部材５２の屈折率と波長変換部材５０の屈折率とは、できるだけ一致させることが望ましい。

【0047】

角度変換部材５２として、テーパーロッドに代えて、複合放物面型集光器（Compound Parabolic Concentrator, ＣＰＣ）が用いられてもよい。角度変換部材５２としてＣＰＣを用いた場合であっても、テーパーロッドを用いた場合と同様の効果が得られる。なお、光源装置１００は、必ずしも角度変換部材５２を備えていなくてもよい。

【0048】

光源装置１００とインテグレーター光学系７０との間に、コリメーターレンズ等からなる平行化光学系６３が設けられている。平行化光学系６３は、角度変換部材５２から射出される蛍光Ｙの角度分布をさらに小さくし、平行度の高い蛍光Ｙをインテグレーター光学系７０に入射させる。なお、平行化光学系６３は、角度変換部材５２から射出される蛍光Ｙの平行度が十分に高い場合には設けられていなくてもよい。

【0049】

インテグレーター光学系７０は、第１レンズアレイ６１と、第２レンズアレイ１０１と、を有する。インテグレーター光学系７０は、重畳光学系１０３とともに光源装置１００から射出された蛍光Ｙの強度分布を、被照明領域である光変調装置４Ｒ，４Ｇのそれぞれにおいて均一化する均一照明光学系として機能する。平行化光学系６３から射出される蛍光Ｙは、第１レンズアレイ６１に入射する。第１レンズアレイ６１は、光源装置１００の後段に設けられた第２レンズアレイ１０１とともに、インテグレーター光学系７０を構成する。

【0050】

第１レンズアレイ６１は、複数の第１小レンズ６１ａを有する。複数の第１小レンズ６１ａは、第１照明装置２０の光軸ＡＸ１と直交するＹＺ平面に平行な面内にマトリクス状に配列されている。複数の第１小レンズ６１ａは、角度変換部材５２から射出される蛍光Ｙを複数の部分光束に分割する。第１小レンズ６１ａの各々の形状は、光変調装置４Ｒ，４Ｇの画像形成領域の形状と略相似形の矩形状である。これにより、第１レンズアレイ６１から射出された部分光束の各々は、光変調装置４Ｒ，４Ｇの画像形成領域にそれぞれ効率良く入射する。

【0051】

第１レンズアレイ６１から射出された蛍光Ｙは、第２レンズアレイ１０１に向かって進む。第２レンズアレイ１０１は第１レンズアレイ６１に対向して配置されている。第２レンズアレイ１０１は、第１レンズアレイ６１の複数の第１小レンズ６１ａに対応する複数の第２小レンズ１０１ａを有する。第２レンズアレイ１０１は、重畳光学系１０３とともに、第１レンズアレイ６１の複数の第１小レンズ６１ａの像の各々を光変調装置４Ｒ，４Ｇの画像形成領域の近傍に結像させる。複数の第２小レンズ１０１ａは、第１照明装置２０の光軸ＡＸ１に直交するＹＺ平面に平行な面内にマトリクス状に配列されている。

【0052】

本実施形態において、第１レンズアレイ６１の各第１小レンズ６１ａと第２レンズアレイ１０１の各第２小レンズ１０１ａとは、互いに同じサイズを有しているが、互いに異なるサイズを有していてもよい。また、本実施形態において、第１レンズアレイ６１の第１小レンズ６１ａと第２レンズアレイ１０１の第２小レンズ１０１ａとは、互いの光軸が一致する位置に配置されているが、互いに偏心した状態に配置されていてもよい。

【0053】

偏光変換素子１０２は、第２レンズアレイ１０１から射出される蛍光Ｙの偏光方向を変換する。具体的に、偏光変換素子１０２は、第１レンズアレイ６１で分割され、第２レンズアレイ１０１から射出された蛍光Ｙの各部分光束を直線偏光に変換する。

【0054】

偏光変換素子１０２は、光源装置１００から射出される蛍光Ｙに含まれる偏光成分のうち、一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに、他方の直線偏光成分を光軸ＡＸ１に垂直な方向に反射する偏光分離層（図示略）と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を光軸ＡＸ１に平行な方向に反射する反射層（図示略）と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板（図示略）と、を有する。

【0055】

［賦活剤の濃度に関する検討］
本発明者は、波長変換部材から射出される蛍光の光量を増大させるため、蛍光体に含有する賦活剤の濃度について検討した。波長変換効率を高めるためには、上述の特許文献１に記載されているように、波長変換部材の１つの入射面から励起光を入射させる場合に、蛍光体に多くの賦活剤を導入しておき、励起光が入射面とは反対側の面に到達するまでの間に極力多くの励起光を吸収させようとするのが一般的な考え方である。その理由は、励起光が入射面とは反対側の面に到達した時点で吸収されていない励起光が多く存在する場合、これらの励起光が外部に漏れてしまい、波長変換効率が低下するからである。

【0056】

ところが、本発明者は、多くの励起光を吸収させるために賦活剤の濃度を増やすと、以下の３つの問題点が生じることに想到した。
第１の問題点として、賦活剤は、波長変換部材の内部を伝播する光の散乱源としても作用する。したがって、賦活剤の濃度が大きい場合、波長変換部材の内部を伝播する励起光および蛍光の散乱量が多くなり、励起光および蛍光は、賦活剤の濃度が小さい場合に比べて波長変換部材の側面から漏れやすくなる。そのため、波長変換部材の射出面から多くの蛍光を射出させることが難しくなる。

【0057】

第２の問題点として、例えば青色波長帯の励起光が黄色波長帯の蛍光に波長変換される場合、蛍光のうちの短波長側の光成分、すなわち、黄色波長帯のうちの青色波長帯に近い側の光成分は、賦活剤に自己吸収され、さらに長波長側の光成分に変換されるという現象がある。したがって、賦活剤の濃度が大きい場合、蛍光の自己吸収の影響が無視できなくなり、蛍光のスペクトルが長波長側にシフトする。その結果、所望の色味を有する蛍光を得ることが難しくなる。

【0058】

第３の問題点として、賦活剤に吸収された励起光のエネルギーは、一部が蛍光に変換される一方、残りが熱に変換される。したがって、賦活剤の濃度が大きい場合、励起光の入射面近傍で多くの熱が発生し、入射面とは反対側の面の近傍では熱の発生が少ない。そのため、波長変換部材の内部での温度分布が不均一になり、波長変換効率が低下する結果、多くの蛍光を得ることが難しくなる。

【0059】

上記の問題点を解決するためには、賦活剤の量を減らせばよいが、ただ単に賦活剤の量を減らしただけでは、上述したように、励起光が入射面とは反対側の面に到達した時点で吸収されていない励起光が外部に漏れる、という問題がある。そこで、本発明者は、賦活剤の量を減らすとともに、入射面とは反対側の面に反射部材を設け、反対側の面に到達した時点で吸収されていない励起光を反射部材によって反射させ、波長変換部材の内部で再度賦活剤に吸収させればよい、という技術思想に想到した。上記の反射部材は、本実施形態の第１ミラーに相当する。

【0060】

そこで、本発明者は、上記の技術思想を実証するため、賦活剤の濃度を異ならせた複数種の波長変換部材のサンプルを試作し、各サンプルにおいて波長変換部材の射出面（上記実施形態の第１面５０ａ）から射出される蛍光の光量を測定する実験を行った。

【0061】

以下、実験内容について説明する。
賦活剤の濃度は、波長変換部材の寸法、波長変換部材を冷却する際の冷却効率、所望の蛍光スペクトル等の種々のパラメーターに応じて適宜決定する必要がある。ここでは、各サンプルの賦活剤の濃度を、濃度の値そのものではなく、励起光を入射面から入射し、入射面とは反対側の面に到達するまでに吸収された励起光の割合で示すことにした。すなわち、励起光の吸収率は賦活剤の濃度に対応し、賦活剤の濃度が高い程、励起光の吸収率が高くなり、賦活剤の濃度が低い程、励起光の吸収率が低くなる。以下、入射面（上記実施形態の第３面５０ｃ）から入射した励起光が入射面とは反対側の面（上記実施形態の第４面５０ｄ）に到達するまでの経路において、入射した励起光の光量に対する吸収された励起光の光量の割合を、励起光の吸収率と定義する。

【0062】

励起光の吸収率を求めるために、波長変換部材の第３面に対向する位置に発光素子を配置し、波長変換部材の第４面に対向する位置にパワーメーターを配置した。なお、励起光の吸収率を求める際には、波長変換部材の第４面に対向する位置に反射部材を配置していない。第３面の法線方向から波長変換部材に所定の光量の励起光を入射させ、第４面から射出される励起光の光量をパワーメーターにより測定した。第３面に入射させる励起光の光量をＰ１とし、第４面から射出される励起光の光量をＰ２としたとき、吸収率Ｋ（％）は、Ｋ＝［（Ｐ１－Ｐ２）／Ｐ１］×１００で求められる。一方、波長変換部材から射出される蛍光については、波長変換部材の第１面に対向する位置に積分球を備えたパワーメーターを配置し、蛍光の光量をパワーメーターによって測定した。また、波長変換部材に含まれる賦活剤の濃度は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）法により測定が可能である。

【0063】

波長変換部材の仕様は、上記実施形態に従い、賦活剤としてセリウム（Ｃｅ）を含有するＹＡＧ：Ｃｅを用いた。波長変換部材の寸法については、波長変換部材の長さ（第１面と第２面との間の距離）を６０ｍｍとし、波長変換部材の厚さ（第３面と第４面との間の距離）を１．２ｍｍとし、波長変換部材の幅（第５面と第６面との間の距離）を１．６ｍｍとした。

【0064】

実施例１として、励起光の吸収率が７５％、反射部材の反射率が９０％の波長変換部材を作製した。実施例２として、励起光の吸収率が７５％、反射部材の反射率が７５％の波長変換部材を作製した。実施例３として、励起光の吸収率が５０％、反射部材の反射率が９０％の波長変換部材を作製した。実施例４として、励起光の吸収率が４０％、反射部材の反射率が９０％の波長変換部材を作製した。実施例５として、励起光の吸収率が２０％、反射部材の反射率が９０％の波長変換部材を作製した。これに対し、比較例として、励起光の吸収率が９８％、反射部材の反射率が９０％の波長変換部材を作製した。

【0065】

各サンプルの励起光の吸収率、反射部材の反射率、および蛍光の射出量を下記の表１に示す。なお、蛍光の射出量は、比較例のサンプルにおける蛍光の射出量を１００としたときの相対値で示した。

【0066】

【表1】

【0067】

表１に示すように、励起光吸収率を７５％に低下させた実施例１では、比較例と比べて蛍光射出量が１４０に増加した。実施例２では、反射部材の反射率を実施例１に比べて低下させたため、蛍光射出量が実施例１よりも減少したが、それでも比較例と比べると、１３０に増加した。励起光吸収率を５０％に低下させた実施例３では、蛍光射出量は１５０にさらに増加した。励起光吸収率を４０％に低下させた実施例４では、蛍光射出量が１１０となり、実施例３と比べて減少したが、比較例と比べると増加した。励起光吸収率を２０％に低下させた実施例５では、比較例と比べて蛍光射出量としては９０％に低下した。

【0068】

第３面から入射した励起光が第４面に到達するまでの経路において、入射した励起光の略全てを吸収させるだけの賦活剤濃度を有する比較例に対して、賦活剤濃度を７５％～２０％の範囲で低下させているため、実施例１～５においては、波長変換部材での光散乱、自己吸収、および温度分布の不均一等の要因を改善できている。さらに、表１の結果から、実施例１～実施例４においては、蛍光射出量を増加できることが判った。賦活剤濃度を２０％にまで低下させた実施例５においては、賦活剤濃度が低すぎ、励起光が十分に吸収されず、蛍光射出量としては増加しなかったと推測される。

【0069】

図３は、反射部材の反射率を異ならせた実施例２を除く他のサンプルについて、励起光吸収率と蛍光射出量との関係をグラフにした図である。図３において、横軸は励起光吸収率（％）を示し、縦軸は蛍光射出量（相対値）を示す。

【0070】

図３に示すように、励起光吸収率を９８％から低下させていくと、蛍光射出量は増加する傾向を示す。本実験結果から見る限り、励起光吸収率を５０％としたときに蛍光射出量は最大となり、励起光吸収率を５０％から低下させると、蛍光射出量は減少する傾向を示す。励起光吸収率を３０％としたときに蛍光射出量は１００となり、励起光吸収率を３０％よりも低下させると、蛍光射出量は比較例のサンプルよりも少なくなる。

【0071】

すなわち、第３面から入射した励起光が第４面に到達するまでの経路において、入射した励起光の略１／２を吸収させる程度の賦活剤濃度に設定すれば、第４面で反射した励起光が第３面に再度到達する間に多くの励起光が吸収され、余剰の励起光が第３面から外部に射出されることも少なく、蛍光射出量の増大に寄与すると推察される。したがって、賦活剤の濃度は、第３面から入射した励起光が第４面に到達するまでの経路において、励起光の入射光量の９８％未満、かつ、３０％を超える光量を吸収するのに必要な濃度とすれば、入射した励起光の略全てを吸収させるだけの賦活剤濃度とした場合に比べて、波長変換部材の第１面から射出される蛍光の光量を多くできることが判った。

【0072】

［第１実施形態の効果］
本実施形態の光源装置１００は、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を蛍光Ｙに変換する波長変換部材５０と、波長変換部材５０に入射した励起光Ｅを反射する第１ミラー５８と、を備える。波長変換部材５０は、Ｘ軸方向において互いに反対側に位置する第１面５０ａおよび第２面５０ｂと、Ｙ軸方向において互いに反対側に位置する第３面５０ｃおよび第４面５０ｄと、を有する。蛍光Ｙは、第１面５０ａから射出される。発光素子５６から射出される励起光Ｅは、第３面５０ｃから波長変換部材５０に入射する。第１ミラー５８は、第４面５０ｄに対向して設けられる。蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、第３面５０ｃから入射した励起光Ｅが第４面５０ｄに到達するまでの経路において、励起光Ｅの入射光量の９８％未満の光量を吸収するのに必要な濃度である。

【0073】

上述したように、この構成によれば、入射した励起光の略全てを吸収させるだけの賦活剤濃度を有する従来の構成に対して、第１ミラー５８を含む構成であっても波長変換部材５０での光散乱および自己吸収を低減できる。また、上記の実験では未確認であるが、賦活剤の濃度を従来に比べて低くしたことにより、蛍光Ｙのスペクトルが長波長側への過剰なシフトを抑制できるため、所望の色味を有する蛍光Ｙを得ることができる。

【0074】

本実施形態の光源装置１００において、蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、第３面５０ｃから入射した励起光Ｅが前記第４面５０ｄに到達するまでの経路において、励起光Ｅの入射光量の３０％を超える量を吸収するのに必要な濃度である。
この構成によれば、第１ミラー５８を含む構成において波長変換部材５０内での光散乱および自己吸収を低減できるため、波長変換部材５０の第１面５０ａから射出される蛍光Ｙの光量を増やすことができる。

【0075】

本実施形態の光源装置１００において、第１ミラー５８の反射率は７５％以上である。
この構成によれば、表１に示したように、上記の賦活剤の濃度範囲において、蛍光Ｙの光量を確実に増やすことができる。

【0076】

本実施形態の光源装置１００において、第１ミラー５８の反射率は９０％以上である。
この構成によれば、表１に示したように、上記の賦活剤の濃度範囲において、蛍光Ｙの光量をより確実に増やすことができる。

【0077】

本実施形態の光源装置１００において、賦活剤の濃度は、前記経路において、励起光Ｅの入射光量の９２％以下、かつ、４０％以上の量を吸収するのに必要な濃度である。
この構成によれば、図３に示すように、蛍光Ｙの光量を従来の構成に比べて１０％以上増やすことができ、顕著な効果が得られる。

【0078】

本実施形態のプロジェクター１は、本実施形態の光源装置１００を備えているため、明るく、色再現性に優れる画像が得られる。

【0079】

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図４および図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るため、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４は、第２実施形態の第１照明装置２５の概略構成図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿う光源装置１０５の断面図である。図４および図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。

【0080】

図４に示すように、本実施形態の光源装置１０５は、波長変換部材５０と、光源部５１と、角度変換部材５２と、支持部材５４と、第２ミラー５３と、を備える。本実施形態の支持部材５４は、特許請求の範囲の反射部材に対応する。

【0081】

支持部材５４は、波長変換部材５０の周囲を囲むように設けられている。支持部材５４は、波長変換部材５０を支持するとともに、波長変換部材５０で発生する熱を拡散して外部に放出する。そのため、支持部材５４は、所定の強度を有し、熱伝導率が高い材料で構成されることが望ましい。支持部材５４の材料として、例えばアルミニウム、ステンレスなどの金属が用いられ、特に６０６１系等のアルミニウム合金材が用いられることが望ましい。さらに、支持部材５４は、波長変換部材５０に入射した励起光Ｅを反射する反射部材として機能する。

【0082】

図５に示すように、支持部材５４は、波長変換部材５０の長手方向（Ｘ軸方向）に延び、波長変換部材５０を収容する溝部５４ｈを有する。支持部材５４は、溝部５４ｈを有することによりＸ軸方向に垂直な断面がＵ字状の形状を有する。溝部５４ｈは、反射面５４ｓと、第１壁面５４ａと、第２壁面５４ｂと、を有する。

【0083】

反射面５４ｓは、溝部５４ｈの底面に対応し、波長変換部材５０の第４面５０ｄに当接する。反射面５４ｓは、ＸＺ平面に対して平行に延びている。第１壁面５４ａは、溝部５４ｈの一方の側面に対応し、波長変換部材５０の第５面５０ｅに対向し、第５面５０ｅから離間する。第２壁面５４ｂは、溝部５４ｈの他方の側面に対応し、波長変換部材５０の第６面５０ｆに対向し、第６面５０ｆから離間する。すなわち、第１壁面５４ａと波長変換部材５０の第５面５０ｅとの間に間隙Ｓ１が設けられている。第２壁面５４ｂと波長変換部材５０の第６面５０ｆとの間に間隙Ｓ１が設けられている。

【0084】

第１壁面５４ａは、第３面５０ｃ側に位置している第１部分５４ａ１と、反射面５４ｓ側に位置している第２部分５４ａ２とを有する。第１部分５４ａ１は反射面５４ｓに対して垂直な方向、すなわち、ＸＹ平面に対して平行に延びている。第２部分５４ａ２は、第１部分５４ａ１側から反射面５４ｓ側に向かうにつれて第５面５０ｅに近づくように傾斜する。換言すると、反射面５４ｓ側における第２部分５４ａ２と第５面５０ｅとの間の距離は、第１部分５４ａ１側における第２部分５４ａ２と第５面５０ｅとの間の距離よりも小さい。

【0085】

第２壁面５４ｂは、第３面５０ｃ側に位置している第３部分５４ｂ３と、反射面５４ｓ側に位置している第４部分５４ｂ４とを有する。第３部分５４ｂ３は反射面５４ｓに対して垂直な方向、すなわち、ＸＹ平面に対して平行に延びている。第４部分５４ｂ４は、第３部分５４ｂ３側から反射面５４ｓ側に向かうにつれて第６面５０ｆに近づくように傾斜している。換言すると、反射面５４ｓ側における第４部分５４ｂ４と第６面５０ｆとの間の距離は、第３部分５４ｂ３側における第４部分５４ｂ４と第６面５０ｆとの間の距離よりも小さい。

【0086】

反射面５４ｓ、第１壁面５４ａおよび第２壁面５４ｂのそれぞれは、支持部材５４の構成材料であるアルミニウム、ステンレス等の金属の表面から構成されている。より具体的には、反射面５４ｓ、第１壁面５４ａおよび第２壁面５４ｂのそれぞれは、上記の金属表面に鏡面加工が施された加工面から構成されている。そのため、反射面５４ｓ、第１壁面５４ａおよび第２壁面５４ｂのそれぞれは、光反射性を有し、入射した励起光Ｅを反射する。なお、反射面５４ｓ、第１壁面５４ａおよび第２壁面５４ｂのそれぞれは、アルミニウム、ステンレス等の金属の表面に形成された他の金属膜または誘電体多層膜から構成されていてもよい。

【0087】

発光素子５６の発光面５６ａのＺ軸方向に沿う寸法Ｗ１は、波長変換部材５０のＺ軸方向に沿う寸法Ｗ２よりも大きい。これにより、Ｚ軸方向において、発光素子５６の発光面５６ａの両端部は、波長変換部材５０の第３面５０ｃの外側にはみ出している。具体的には、発光素子５６の発光面５６ａの両端部は、第５面５０ｅと第１壁面５４ａとの間隙Ｓ１および第６面５０ｆと第２壁面５４ｂとの間隙Ｓ１と重なる位置まではみ出している。換言すると、反射面５４ｓから発光面５６ａをＹ軸方向に沿って見たとき、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および第６面５０ｆと第２壁面５４ｂとの間隙Ｓ１と重なっている。

【0088】

また、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が第１壁面５４ａに入射する位置をＰ１としたとき、第１壁面５４ａの－Ｙ側の端部から位置Ｐ１までの距離をＴ１とする。このとき、第１部分５４ａ１のＹ軸方向に沿う寸法Ｔ２は、少なくとも距離Ｔ１よりも大きいことが望ましい。

【0089】

支持部材５４の反射面５４ｓのＺ軸方向に沿う寸法Ｗ３は、波長変換部材５０のＺ軸方向に沿う寸法Ｗ２よりも大きい。これにより、Ｚ軸方向において、反射面５４ｓの両端部は、波長変換部材５０の第４面５０ｄの外側にはみ出している。換言すると、発光面５６ａから反射面５４ｓをＹ軸方向に沿って見たとき、反射面５４ｓの一部は、第４面５０ｄと重なり、反射面５４ｓの他の一部は、第４面５０ｄの外側に露出している。このように、反射面５４ｓは、波長変換部材５０の外側に露出した露出部５４ｒを有する。
光源装置のその他の構成は、第１実施形態の光源装置と同様である。

【0090】

［第２実施形態の効果］
本実施形態の光源装置１０５においても、波長変換部材５０での光散乱および自己吸収を低減でき、波長変換部材５０の第１面５０ａから射出される蛍光Ｙの光量を増やすことができる、蛍光Ｙのスペクトルのシフトを抑制でき、所望の色味を有する蛍光Ｙを得ることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0091】

また、本実施形態の光源装置１０５は、波長変換部材５０を支持する支持部材５４を備える。支持部材５４は、波長変換部材５０の第４面５０ｄに当接し、第３面５０ｃから入射した励起光Ｅを反射する反射面５４ｓを有する。

【0092】

この構成によれば、支持部材５４によって波長変換部材５０が支持されるとともに、波長変換部材５０で発生した熱が支持部材５４を介して外部に放出され、波長変換部材５０の温度上昇が抑制される。これにより、波長変換部材５０の温度上昇に伴う波長変換効率の低下が抑制されるため、波長変換部材５０の第１面５０ａから射出される蛍光Ｙの光量を安定して維持することができる。

【0093】

本実施形態の光源装置１０５において、支持部材５４は、波長変換部材５０を収容する溝部５４ｈを有し、溝部５４ｈは、反射面５４ｓと、第５面５０ｅに対向する第１壁面５４ａと、第６面５０ｆに対向する第２壁面５４ｂと、を有し、第５面５０ｅと第１壁面５４ａとが互いに離間し、第６面５０ｆと第２壁面５４ｂとが互いに離間している。

【0094】

この構成によれば、発光素子５６から射出される励起光Ｅは、波長変換部材５０の第３面５０ｃだけでなく、第５面５０ｅおよび第６面５０ｆからも入射される。その結果、励起光Ｅの利用効率を高めることができ、所望の光量を有する蛍光Ｙを得ることができる。

【0095】

本実施形態の光源装置１００において、第１壁面５４ａは、反射面５４ｓから相対的に遠い側に位置し、反射面５４ｓに対して垂直な方向に延びる第１部分５４ａ１と、反射面５４ｓから相対的に近い側に位置し、反射面５４ｓに対して傾斜して延びる第２部分５４ａ２と、を有する。第２壁面５４ｂは、反射面５４ｓから相対的に遠い側に位置し、反射面５４ｓに対して垂直な方向に延びる第３部分５４ｂ３と、反射面５４ｓから相対的に近い側に位置し、反射面５４ｓに対して傾斜して延びる第４部分５４ｂ４と、を有する。第１部分５４ａ１、第２部分５４ａ２、第３部分５４ｂ３、および第４部分５４ｂ４は、励起光Ｅの少なくとも一部を反射する。

【0096】

この構成によれば、図５に示すように、発光素子５６の発光面５６ａから射出された一部の励起光Ｅ２は、波長変換部材５０の第５面５０ｅと第１部分５４ａ１との間隙を通って進んだ後、反射面５４ｓに対して傾斜した第２部分５４ａ２に入射する。このとき、励起光Ｅ２は、第２部分５４ａ２で反射して波長変換部材５０の第５面５０ｅに入射する。このように、波長変換部材５０の第５面５０ｅと第１壁面５４ａとの間隙を通る励起光Ｅ２が第５面５０ｅに入射しやすくなるため、反射面５４ｓで反射して光源部５１の側に戻る励起光Ｅの量を減らすことができる。また、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、反射面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。これにより、励起光Ｅの利用効率が高く、所望の光量を有する蛍光Ｙが得やすい光源装置１００を実現することができる。

【0097】

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。また、本発明の一つの態様は、上記実施形態の特徴部分を適宜組み合わせた構成とすることができる。

【0098】

第２実施形態では、支持部材の溝部の各壁面が、反射面に対して垂直な部分と、反射面に対して傾斜した部分と、を有しているが、溝部の形状は特に限定されず、例えば溝部の壁面の全ての領域が反射面に対して垂直であってもよい。また、溝部の壁面が湾曲していてもよい。

【0099】

また、波長変換部材は、必ずしも青色波長帯の光から黄色波長帯の光に変換するものに限らず、他の波長帯であってもよい。

【0100】

その他、光源装置およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。また、上記実施形態では、本発明による光源装置を、液晶パネルを用いた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を、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに適用してもよい。また、プロジェクターは、複数の光変調装置を有していなくてもよく、１つの光変調装置のみを有していてもよい。

【0101】

上記実施形態では、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例を示したが、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ヘッドライト等にも適用することができる。

【0102】

本発明の一つの態様の光源装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様の光源装置は、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、前記波長変換部材に入射した前記第１光を反射する反射部材と、を備え、前記波長変換部材は、第１方向において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方向と交差する第２方向において互いに反対側に位置する第３面および第４面と、を有し、前記第２光は、前記第１面から射出され、前記発光素子から射出される前記第１光は、前記第３面から前記波長変換部材に入射し、前記反射部材は、前記第４面に対向して設けられ、前記蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、前記第３面から入射した前記第１光が前記第４面に到達するまでの経路において、前記第１光の入射光量の９８％未満の量を吸収するのに必要な濃度である。

【0103】

本発明の一つの態様の光源装置において、前記蛍光体に含まれる賦活剤の濃度は、前記第３面から入射した前記第１光が前記第４面に到達するまでの経路において、前記第１光の入射光量の３０％を超える量を吸収するのに必要な濃度であってもよい。

【0104】

本発明の一つの態様の光源装置において、前記反射部材の反射率は７５％以上であってもよい。

【0105】

本発明の一つの態様の光源装置において、前記反射部材の反射率は９０％以上であってもよい。

【0106】

本発明の一つの態様の光源装置において、前記賦活剤の濃度は、前記経路において、前記第１光の入射光量の９２％以下、かつ、４０％以上の量を吸収するのに必要な濃度であってもよい。

【0107】

本発明の一つの態様の光源装置において、前記反射部材は、前記波長変換部材を支持する支持部材から構成され、前記支持部材は、前記第４面に当接し、前記第３面から入射した前記第１光を反射する反射面を有していてもよい。

【0108】

本発明の一つの態様の光源装置において、前記波長変換部材は、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向において互いに反対側に位置する第５面および第６面をさらに有し、前記支持部材は、前記波長変換部材を収容する溝部をさらに有し、前記溝部は、前記反射面と、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、前記第６面に対向し、前記第６面から離間する第２壁面と、を有していてもよい。

【0109】

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１壁面は、前記第３面側に位置している第１部分と、前記反射面側に位置している第２部分とを有し、前記第１部分は前記反射面に対して垂直な方向に延び、前記第２部分は、前記第１部分側から前記反射面側に向かうにつれて前記第５面に近づくように傾斜し、前記第２側壁は、前記第３面側に位置している第３部分と、前記反射面側に位置している第４部分とを有し、前記第３部分は前記反射面に対して垂直な方向に延び、前記第４部分は、前記第３部分側から前記反射面側に向かうにつれて前記第６面に近づくように傾斜し、前記第１部分、前記第２部分、前記第３部分、および前記第４部分は、前記光の少なくとも一部を反射してもよい。

【0110】

本発明の一つの態様のプロジェクターは、以下の構成を有していてもよい。
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。

【符号の説明】

【0111】

１…プロジェクター、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ…光変調装置、６…投写光学装置、５０…波長変換部材、５０ａ…第１面、５０ｂ…第２面、５０ｃ…第３面、５０ｄ…第４面、５０ｅ…第５面、５０ｆ…第６面、５４…支持部材（反射部材）、５４ｈ…溝部、５４ａ…第１壁面、５４ａ１…第１部分、５４ａ２…第２部分、５４ｂ…第２壁面、５４ｂ３…第３部分、５４ｂ４…第４部分、５４ｓ…反射面、５６…発光素子、５８…第１ミラー（反射部材）１００，１０５…光源装置、Ｅ，Ｅ１，Ｅ２…励起光（第１光）、Ｙ…蛍光（第２光）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】