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公開番号2025129581
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026309
出願日2024-02-26
発明の名称光源装置およびプロジェクター
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G03B 21/14 20060101AFI20250829BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】光利用効率に優れる光源装置を提供する。
【解決手段】本発明の光源装置は、第1光を射出する第1光源と、第1光を第2光に変換する第1波長変換素子と、第1光を透過して第2光を反射する第1光学層と、第2光を導光する第1導光部と、第3光を射出する第2光源と、第3光を第4光に変換する第2波長変換素子と、第3光を透過して第4光を反射する第2光学層と、第4光を導光する第2導光部と、を備える。第1波長変換素子は、第1光が入射する第1面と、第1面に交差する第2面および第3面と、を有する。第2波長変換素子は、第3光が入射する第4面と、第4面に交差する第5面および第6面と、を有する。第2光は、第1導光部を進んで第1導光部の第3面側の領域から射出され、第2導光部の第5面側の領域に入射する。第4光と第2光とは、第2導光部を進んで第2導光部の前記第6面側の領域から射出される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１波長帯の第１光を射出する第１光源と、
前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する第１波長変換素子と、
前記第１光源と前記第１波長変換素子との間に配置され、前記第１光を透過して前記第２光を反射する第１光学層と、
前記第１光学層と前記第１波長変換素子との間に配置され、前記第１波長変換素子により変換された前記第２光を導光する第１導光部と、
第３波長帯の第３光を射出する第２光源と、
前記第３光を前記第３波長帯および前記第２波長帯とは異なる第４波長帯の第４光に変換する第２波長変換素子と、
前記第２光源と前記第２波長変換素子との間に配置され、前記第３光を透過して前記第４光を反射する第２光学層と、
前記第２光学層と前記第２波長変換素子との間に配置され、前記第２波長変換素子により変換された前記第４光を導光する第２導光部と、
前記第１光および前記第２光を反射する第１反射部材と、
を備え、
前記第１波長変換素子は、前記第１光学層および前記第１導光部を介して前記第１光が入射する第１面と、前記第１面に交差して互いに反対側を向く第２面および第３面と、を有し、
前記第２波長変換素子は、前記第２光学層および前記第２導光部を介して前記第３光が入射する第４面と、前記第４面に交差して互いに反対側を向く第５面および第６面と、を有し、
前記第１導光部の前記第２面側の領域には、前記第１反射部材が配置され、
前記第１波長変換素子により変換された前記第２光は、前記第１導光部を進んで前記第１導光部の前記第３面側の領域から射出され、前記第２導光部の前記第５面側の領域に入射し、
前記第２波長変換素子により変換された前記第４光と、前記第３面側の領域から射出された前記第２光とは、前記第２導光部を進んで前記第２導光部の前記第６面側の領域から射出される、光源装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１導光部には、前記第１光および前記第２光を透過する第１透光性部材が配置され、
前記第２導光部には、前記第３光および前記第４光を透過する第２透光性部材が配置され、
前記第１波長変換素子により変換された前記第２光は、前記第１透光性部材の内部を進んで前記第２透光性部材に入射し、
前記第２波長変換素子により変換された前記第４光と、前記第１透光性部材から射出された前記第２光とは、前記第２透光性部材の内部を進んで前記第２透光性部材の端面から射出される、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１導光部は、第１空気層であり、
前記第２導光部は、第２空気層であり、
前記第１波長変換素子により変換された前記第２光は、前記第１空気層を進んで前記第２空気層に入射し、
前記第２波長変換素子により変換された前記第４光と、前記第１空気層から射出された前記第２光とは、前記第２空気層を進んで前記第２空気層の前記第６面側の領域から射出される、請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第２波長変換素子の前記第４面に配置され、前記第２光を反射して前記第３光および前記第４光を透過する第３光学層をさらに備える、請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１導光部には、前記第１光および前記第２光を透過する透光性部材が配置され、
前記第２導光部は、空気層であり、
前記第１波長変換素子により変換された前記第２光は、前記透光性部材の内部を進んで前記空気層に入射し、
前記第２波長変換素子により変換された前記第４光と、前記透光性部材から射出された前記第２光とは、前記空気層を進んで当該空気層の前記第６面側の領域から射出される、請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１導光部と前記第２導光部との間に配置され、前記第２光を透過して前記第３光および前記第４光を反射する第４光学層をさらに備える、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第２波長帯は、前記第３波長帯および前記第４波長帯よりも大きく、
前記第３波長帯は、前記第１波長帯よりも小さい、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第１光は、青色光であり、
前記第２光は、黄色の蛍光であり、
前記第３光は、紫外光であり、
前記第４光は、青色の蛍光である、請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１波長変換素子と前記第２波長変換素子とが並ぶ並設方向に沿う前記第１波長変換素子の長さは、前記並設方向に沿う前記第２波長変換素子の長さよりも大きい、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第１光および前記第２光を反射する第２反射部材と、
前記第３光および前記第４光を反射する第３反射部材と、
をさらに備え、
前記第１波長変換素子は、前記第１面、前記第２面、および前記第３面に交差して互いに反対側を向く第７面および第８面と、を有し、
前記第２波長変換素子は、前記第４面、前記第５面、および前記第６面に交差して互いに反対側を向く第９面および第１０面と、を有し、
前記第１導光部の前記第７面側の領域および前記第１導光部の前記第８面側の領域に、前記第２反射部材が配置され、
前記第２導光部の前記第９面側の領域および前記第２導光部の前記第１０面側の領域に、前記第３反射部材が配置されている、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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。
続きを表示（約 2,300 文字）【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。下記の特許文献１に、蛍光体を含む平板状の波長変換部材と、励起光を射出する発光ダイオードと、を備える光源装置が開示されている。この光源装置においては、波長変換部材の複数の面のうち、面積が広い入射面から励起光を入射させ、面積が狭い射出面から蛍光を射出させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２００６／０５４２０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の光源装置において、波長変換部材の内部で生成される蛍光は、波長変換部材の表面と空気層との界面で全反射することによって波長変換部材の内部を伝播し、射出面から射出される。ところが、蛍光のうち、波長変換部材と空気層との界面に臨界角未満で入射する成分は、界面で全反射しないため、射出面に到達する前に界面から外部に漏れる。そのため、蛍光の利用効率が低下する、という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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波長帯の第１光を射出する第１光源と、前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する第１波長変換素子と、前記第１光源と前記第１波長変換素子との間に配置され、前記第１光を透過して前記第２光を反射する第１光学層と、前記第１光学層と前記第１波長変換素子との間に配置され、前記第１波長変換素子により変換された前記第２光を導光する第１導光部と、第３波長帯の第３光を射出する第２光源と、前記第３光を前記第３波長帯および前記第２波長帯とは異なる第４波長帯の第４光に変換する第２波長変換素子と、前記第２光源と前記第２波長変換素子との間に配置され、前記第３光を透過して前記第４光を反射する第２光学層と、前記第２光学層と前記第２波長変換素子との間に配置され、前記第２波長変換素子により変換された前記第４光を導光する第２導光部と、前記第１光および前記第２光を反射する第１反射部材と、を備える。前記第１波長変換素子は、前記第１光学層および前記第１導光部を介して前記第１光が入射する第１面と、前記第１面に交差して互いに反対側を向く第２面および第３面と、を有する。前記第２波長変換素子は、前記第２光学層および前記第２導光部を介して前記第３光が入射する第４面と、前記第４面に交差して互いに反対側を向く第５面および第６面と、を有する。前記第１導光部の前記第２面側の領域には、前記第１反射部材が配置されている。前記第１波長変換素子により変換された前記第２光は、前記第１導光部を進んで前記第１導光部の前記第３面側の領域から射出され、前記第２導光部の前記第５面側の領域に入射する。前記第２波長変換素子により変換された前記第４光と、前記第３面側の領域から射出された前記第２光とは、前記第２導光部を進んで前記第２導光部の前記第６面側の領域から射出される。
【０００６】
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光を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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
第１実施形態の光源装置の斜視図である。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う光源装置の断面図である。
図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う光源装置の断面図である。
図３のＶ－Ｖ線に沿う光源装置の断面図である。
第２実施形態の光源装置の断面図である。
第２実施形態の光源装置の作用および効果を説明するための模式図である。
第３実施形態の光源装置の断面図である。
第４実施形態の光源装置の断面図である。
第５実施形態の光源装置の断面図である。
第６実施形態の光源装置の断面図である。
第７実施形態の光源装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を用いて説明する。
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。
【０００９】
図１は、本実施形態のプロジェクター１０の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１０は、被投射面であるスクリーンＳＣＲ上にカラー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１０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。
【００１０】
プロジェクター１０は、照明装置２０と、色分離導光光学系２００と、赤色光用光変調装置４００Ｒと、緑色光用光変調装置４００Ｇと、青色光用光変調装置４００Ｂと、光合成素子５００と、投射光学装置６００と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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