WO2021131946A1 - 光源装置、ヘッドライト、表示装置及び照明装置 - Google Patents
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- H01S5/4056—Edge-emitting structures emitting light in more than one direction
Definitions
- This technology relates to a light source device applicable to headlights, display devices, etc.
- Patent Document 1 describes a light source device including a prism-type phosphor having a reflecting surface which is a mirror that reflects light incident from a blue laser device and changes the direction of the light.
- the prism type phosphor is attached to a holding member arranged on the base member.
- the side surface of the holding member is in surface contact with the reflective surface of the prism type phosphor, and the other side surface is in surface contact with the base member.
- the purpose of the present technology is to provide a light source device, a headlight, a display device and a lighting device having excellent heat dissipation.
- the light source device includes a substrate, a phosphor, a light emitting element, and a wavelength selective reflection member.
- the phosphor is arranged in contact with the substrate.
- the light emitting element emits excitation light that excites the phosphor.
- the wavelength selective reflection member partially reflects the excitation light emitted from the light emitting element and guides the excitation light to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor by excitation by the incident of the excitation light and the phosphor. It transmits the reflected excitation light.
- the heat generated by the phosphor is quickly dissipated to the substrate.
- the wavelength selective reflection member may be located on the optical path of the fluorescence and the excitation light reflected by the phosphor with respect to the phosphor.
- the substrate has recesses, and at least a part of the phosphor may be arranged in the recesses.
- the recess may be formed on the first surface of the substrate, and the phosphor may be arranged in the recess so that the surface located on the wavelength selective reflection member side and the first surface are flush with each other. ..
- the wavelength selective reflection member may be fixed to the substrate.
- the wavelength selective reflection member may be non-contact with the phosphor.
- the wavelength selective reflection member partially transmits the excitation light emitted from the light emitting element, partially reflects the excitation light and guides the excitation light to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor by excitation by the incident of the excitation light. It has a first reflecting portion that transmits the excitation light reflected by the phosphor and a second reflecting portion that reflects the excitation light transmitted through the first reflecting portion and guides the excitation light to the outside of the light source device. You may.
- the two light emitting elements arranged to face each other via the wavelength selective reflection member are provided.
- the wavelength selective reflection member is The first excitation light emitted from one of the two light emitting elements is partially reflected and guided to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor due to the excitation by the incident of the first excitation light. And the first reflecting portion that transmits the first excitation light reflected by the phosphor, and The second excitation light emitted from the other light emitting element is partially reflected and guided to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor due to the excitation by the incident of the second excitation light and the fluorescence reflected by the phosphor.
- the first reflecting portion partially reflects the second excitation light that has passed through the second reflecting portion and is guided to the first reflecting portion, and the second reflecting portion is the second reflecting portion.
- the first excitation light that has passed through the reflection portion 1 and is guided to the second reflection portion may be partially reflected and guided to the outside of the light source device.
- the wavelength selective reflection member may be one structure having the first reflection portion and the second reflection portion.
- the substrate and the phosphor may have irregularities on the surfaces in contact with each other.
- a light receiving element that receives light emitted from the wavelength selective reflection member and not emitted to the outside of the light source device may be further provided.
- a control unit that controls the output of the excitation light from the light emitting element may be further provided based on the output from the light receiving element.
- the headlight includes a light source device and an optical system.
- the light source device partially reflects the substrate, the phosphor arranged in contact with the substrate, the light emitting element that emits the excitation light that excites the phosphor, and the excitation light emitted from the light emitting element. It is provided with a wavelength selective reflection member that is guided to the phosphor and transmits the fluorescence emitted from the phosphor by excitation by the incident of the excitation light and the excitation light reflected by the phosphor. Light from the light source device is incident on the optical system.
- the display device includes a light source device and a light modulation element.
- the light source device partially reflects the substrate, the phosphor arranged in contact with the substrate, the light emitting element that emits the excitation light that excites the phosphor, and the excitation light emitted from the light emitting element. It is provided with a wavelength selective reflection member that is guided to the phosphor and transmits the fluorescence emitted from the phosphor by excitation by the incident of the excitation light and the excitation light reflected by the phosphor. Light from the light source device is incident on the light modulation element.
- the lighting device includes a light source device.
- the light source device partially reflects the substrate, the phosphor arranged in contact with the substrate, the light emitting element that emits the excitation light that excites the phosphor, and the excitation light emitted from the light emitting element. It is provided with a wavelength selective reflection member that is guided to the phosphor and transmits the fluorescence emitted from the phosphor by excitation by the incident of the excitation light and the excitation light reflected by the phosphor.
- the light source device 10 includes a substrate 1, a phosphor 2, a laser diode 4 as a light emitting element serving as an excitation light source, a submount 3, a wavelength selective reflection member 5, and a cover 6. Be prepared.
- the types of the laser light source and the phosphor are selected so as to have an arbitrary color. It can be selected as appropriate.
- a blue laser light and a yellow light from a yellow emitting phosphor are used to generate white color
- the present invention is not limited to this.
- it may be configured to generate white light by using blue laser light and red light and green light emitted from red and green emitting phosphors.
- white light may be generated by using ultraviolet laser light and red light, green light, and blue light emitted from red, green, and blue emitting phosphors.
- the substrate 1 is made of a material having excellent thermal conductivity.
- the substrate 1 AlN, SiC, ceramics member and a metal member of Al 2 O 3 or the like is used.
- the substrate 1 has a first surface 1a.
- the phosphor 2 and the submount 3 are arranged on the first surface 1a, and the substrate 1 holds them.
- the substrate 1 is preferably formed of a material having a higher thermal conductivity than the phosphor 2, whereby the heat of the phosphor 2 can be efficiently dissipated to the substrate 1.
- the first surface 1a is a flat surface.
- the laser diode 4 emits blue laser light as excitation light.
- a nitride semiconductor such as InAlGaN can be used as the semiconductor of the laser diode 4.
- the oscillation wavelength of the excitation light from the laser diode 4 is, for example, 400 nm to 530 nm.
- the oscillation wavelength of the excitation light may be 400 nm to 500 nm.
- a laser diode is taken as an example as a light emitting element serving as an excitation light source, but the present invention is not limited to this.
- an LED Light Emitting Diode
- a VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
- an optical system or the like that collects the emitted light may be provided.
- the VCSEL may be tilted and arranged so that the excitation light is emitted in the horizontal direction and incident on the wavelength selective reflection member 5.
- the end face emitting laser diode by using the end face emitting laser diode, the above-mentioned optical system is not required, and unlike the VCSEL, it is not necessary to arrange the laser diode at an angle, so that the structure can be simplified.
- the phosphor 2 is excited by the excitation light 7 emitted from the laser diode 4 and emits light.
- the phosphor 2 of the present embodiment is excited by blue laser light having a wavelength in the blue wavelength region (for example, 400 nm to 500 nm) emitted from the laser diode 4 and has a wavelength between the red wavelength region and the green wavelength region.
- a yellow luminescent phosphor that emits light in the region) can be used.
- the phosphor 2 may be, for example, YAG (yttrium aluminum garnet) phosphor (e.g. Y 3 Al 5 O 12) or the like.
- YAG yttrium aluminum garnet
- a ceramic phosphor, a single crystal phosphor, a sintered phosphor, or a sintered body obtained by sintering a material containing a powder phosphor and a binder such as a ceramic material may be used. ..
- the phosphor 2 has a rectangular parallelepiped shape, and one surface thereof contacts the first surface 1a of the substrate 1.
- the rise in the temperature of the phosphor 2 is suppressed, the decrease in the conversion efficiency of the phosphor 2 (the rate at which the excitation light is incident on the phosphor and converted into fluorescence of a different wavelength) is suppressed, and the light source device 10 The decrease in the output of the emitted white light is suppressed.
- the submount 3 adjusts the position of the emission light of the excitation light from the laser diode 4 with respect to the wavelength selective reflection member 5. By using the submount 3, the height of the laser diode 4 as seen from the substrate 1 is adjusted.
- the submount 3 for example, SiC single crystal, AlN ceramics, Si single crystal and the like can be used, but the submount 3 is not limited thereto.
- the heat generated from the laser diode 4 can be efficiently dissipated. Therefore, the submount 3 can be configured by using a material having excellent thermal conductivity. preferable. Further, the position of the laser diode 4 may be adjusted by providing the substrate 1 with a step instead of the submount 3, or the submount 3 may not be required.
- bonding between the substrate 1 and the submount 3 and the bonding between the submount 3 and the laser diode 4 for example, bonding by solder such as AuSn is used.
- Wiring and electrode pads for injecting current into the laser diode 4 are arranged on the submount 3.
- An application path for applying a current through Au wiring or the like is formed on this electrode pad by using wire bonding.
- the submount 3 is made of a conductive material, a part of the wiring can be omitted.
- the wavelength selective reflection member 5 has a reflection surface 51 as a reflection portion. As shown in FIG. 1, the wavelength selective reflection member 5 is an optical member that partially reflects the excitation light 7 on the reflection surface 51 and guides the excitation light 7 to the phosphor 2. Further, the wavelength selective reflection member 5 includes a yellow fluorescence 8 emitted from the phosphor 2 by excitation by the incident of the excitation light 7 and a blue excitation light 7a (reflected light) reflected by the phosphor 2 without exciting the phosphor 2. ) And transparent. In the light source device 10, the yellow fluorescence 8 and the blue excitation light 7a, which is the reflected light reflected by the phosphor 2, are mixed and white light is emitted to the outside of the light source device 10.
- the excitation light 7b that is not reflected by the reflecting surface 51 and has passed through the reflecting surface 51 is emitted from the wavelength selective reflection member 5, does not emit to the outside of the light source device 10, and does not contribute to the white light emitted from the light source device 10. ..
- the wavelength selective reflection member 5 is arranged above the phosphor 2 in a state of being in contact with the phosphor 2 in the drawing.
- the wavelength selective reflection member 5 may be fixed to the substrate 1 or may be fixed to the phosphor 2 via a holding member (not shown).
- the optical axis of the light flux of the excitation light 7 emitted from the laser diode 4 and reflected by the reflecting surface 51 of the wavelength selective reflection member 5 and incident on the phosphor 2 does not deviate.
- the optical axis of the light flux of the fluorescence 8 emitted from the phosphor 2 and the excitation light 7a reflected by the phosphor 2 is not deviated, and the color and output of the white light emitted from the light source device 10 are stabilized. be able to.
- the excitation light 7 emitted from the laser diode 4 is emitted in the horizontal direction.
- the excitation light 7 is emitted so that its optical axis is parallel to the incident surface of the excitation light 7 of the phosphor 2.
- the wavelength selective reflection member 5 is arranged so that its reflection surface 51 forms an angle of approximately 45 degrees with respect to the incident surface of the phosphor 2 and the optical axis of the excitation light 7 emitted from the laser diode 4.
- approximately 45 degrees includes an error, and includes, for example, 44 to 46 degrees.
- the reflecting surface 51 of the wavelength selective reflection member 5 partially reflects the excitation light 7 emitted from the laser diode 4 and partially transmits the excitation light 7, and further transmits the fluorescence 8 from the phosphor 2 to fluoresce. A part of the excitation light 7a (reflected light) reflected by the body 2 is transmitted. As described above, since the reflecting surface 51 is configured to partially transmit the excitation light 7, a part of the excitation light 7a (reflected light) reflected by the phosphor 2 is transmitted through the reflecting surface 51 and is a light source. It is configured to contribute to the white light emitted to the outside of the device 10.
- the wavelength selective reflection member 5 has its reflection surface 51 arranged on the optical path of the fluorescence 8 and the excitation light 7a (reflected light), and is arranged above the phosphor 2 in the drawing.
- the reflection surface 51 of the wavelength selective reflection member 5 is located on the emission direction side of the white light formed by mixing the fluorescence and the excitation light with respect to the phosphor 2.
- the reflecting portion that reflects the excitation light emitted from the laser diode and is incident on the phosphor is not above the phosphor but is shifted toward the laser diode.
- the distance between the reflecting portion and the phosphor becomes long, and the cross-sectional shape of the light flux of the excitation light emitted from the laser diode and incident on the phosphor tends to expand. Therefore, an optical system such as a condenser lens is required.
- the wavelength selective reflection member 5 has a structure having a reflecting surface 51 that partially reflects the excitation light 7 and transmits the fluorescence 8.
- the wavelength selective reflection member 5 can be arranged above the phosphor 2 on the optical path of the fluorescence 8 contributing to the white light emitted from the light source device 10 and the excitation light 7a (reflected light). It has become.
- the reflecting surface 51 of the wavelength selective reflecting member 5 above the phosphor 2, the distance between the reflecting surface 51 and the phosphor 2 can be shortened in this way, and the excitation incident on the phosphor 2 can be shortened.
- the cross-sectional shape of the light beam of the light 7 does not spread too much. Therefore, the above-mentioned optical system becomes unnecessary, the wavelength selective reflection member itself can be miniaturized, and the light source device can be miniaturized. Further, since the number of parts constituting the light source device can be reduced, the cost can be reduced.
- the cover 6 together with the substrate 1 forms a space for internally holding the phosphor 2, the laser diode 4, the submount 3, and the wavelength selective reflection member 5.
- the space formed by the cover 6 and the substrate 1 is filled with nitrogen.
- the light source device 10 is in an airtightly sealed packaged state.
- the cover 6 has a side wall portion 61 and a lid portion 62.
- the side wall portion 61 is located perpendicular to the first surface 1a of the substrate 1 and is provided so as to surround the phosphor 2, the laser diode 4, the submount 3, and the wavelength selective reflection member 5.
- the lid portion 62 is arranged to face the substrate 1 via the side wall portion 61.
- the lid 62 is made of translucent glass.
- the white light which is a mixture of the yellow fluorescence 8 and the blue excitation light 7a (reflected light) reflected by the phosphor 2, passes through the lid 62 and is emitted to the outside of the light source device 10.
- the light source device 20 includes a substrate 21, a phosphor 2, a laser diode 4, a submount 3, a wavelength selective reflection member 5, and a cover 6.
- the recess 21b is provided on the first surface 21a of the substrate 21, and at least a part of the phosphor 2 is arranged in the recess 21b.
- the recess 21b may be provided so that the entire phosphor 2 is embedded in the substrate 21.
- the rectangular parallelepiped phosphor 2 is arranged in the recess 21b so that one surface (upper surface in the drawing) located on the wavelength selective reflection member 5 side is flush with the first surface 21a of the substrate 21.
- a recess 21b may be provided so that a part of the phosphor 2 is embedded in the substrate 21.
- the phosphor 2 is arranged in the recess 21b so that a part thereof protrudes from the first surface 21a of the substrate 21.
- the configuration in which the phosphor 2 is arranged in the recess 21b of the substrate 21 can be formed by forming the recess 21b in the substrate 21 and then fitting the preformed phosphor 2 into the recess 21b.
- the recess 21b of the substrate on which the recess 21b is formed may be filled with a phosphor material and then sintered to form the recess 21b.
- the phosphor 2 is recessed so that one surface of the phosphor 2 located on the wavelength selective reflection member 5 side is flush with the first surface 21a of the substrate 21. It is more preferably arranged at 21b, and the heat dissipation is improved.
- the configuration in which the phosphor is arranged in the recess formed in the substrate so that the entire phosphor is buried in the substrate will be described as an example.
- the phosphor may be arranged in the recess so that the portion is buried in the substrate. Further, as in the first embodiment, the phosphor may be arranged on the first surface of the substrate which is a flat surface.
- FIG. 4 is a partial plan view of the light source device 30, and is a diagram for explaining the positional relationship between the laser diodes 4A and 4B and the wavelength selective reflection member 35.
- FIG. 5A is a cross-sectional view of the light source device 30.
- FIG. 5B is an enlarged partial cross-sectional view of the light source device 30 and is a diagram for explaining the optical path of the excitation light 7.
- FIG. 4 is a partial plan view of the light source device 30, and is a diagram for explaining the positional relationship between the laser diodes 4A and 4B and the wavelength selective reflection member 35.
- FIG. 5A is a cross-sectional view of the light source device 30.
- FIG. 5B is an enlarged partial cross-sectional view of the light source device 30 and is a diagram for explaining the optical path of the excitation light 7.
- FIG. 4 is a partial plan view of the light source device 30, and is a diagram for explaining the positional relationship between the laser diodes 4A and 4B and the wavelength selective reflection
- the light source device 30 includes a substrate 21, a phosphor 2, a first laser diode 4A, a second laser diode 4B, a first submount 3A, and a second.
- the submount 3B, the wavelength selective reflection member 35, and the cover 6 are provided.
- the first laser diode 4A and the second laser diode 4B have the same configuration as the laser diode 4 of the above-described embodiment.
- the first submount 3A and the second submount 3B have the same configuration as the submount 3 of the above-described embodiment.
- the first laser diode 4A and the first submount 3A are arranged to face the second laser diode 4B and the second submount 3B via the wavelength selective reflection member 35.
- the wavelength selective reflection member 35 has a first reflection surface 351 as a first reflection portion and a second reflection surface 352 as a second reflection portion.
- the first reflecting surface 351 and the second reflecting surface 352 are arranged so as to form a right angle.
- a cubic wavelength selective reflection member having a first reflection surface 351 and a cubic wavelength selective reflection member having a second reflection surface 352 are attached so as to be in contact with each other. It can be configured as one integrated structure.
- the wavelength selective reflection member 35 is an optical member that partially reflects the excitation light 7 from the second laser diode 4B on the second reflection surface 352 and guides the excitation light 7 to the phosphor 2. is there. Further, although the optical path is not shown, the wavelength selective reflection member 35 partially reflects the excitation light 7 from the first laser diode 4A on the first reflection surface 351 and guides the excitation light 7 to the phosphor 2.
- a part of the excitation light 7b that is not reflected by the second reflecting surface 352 (first reflecting surface 351) and is transmitted through the second reflecting surface 352 (first reflecting surface 351) is first reflected. It is reflected by the surface 351 (second reflecting surface 352) and contributes to the white light emitted from the light source device 30.
- the first reflecting surface 351 and the second reflecting surface 352 of the wavelength selective reflecting member 35 are the yellow fluorescence 8 emitted from the phosphor 2 by the excitation by the incident of the excitation light 7 and the blue fluorescent surface reflected by the phosphor 2. It transmits the excitation light 7a (reflected light). As a result, the yellow fluorescence and the blue excitation light are mixed and white light is emitted from the light source device 30.
- the excitation light that has passed through one of the reflection surfaces and has not been incident on the phosphor can be emitted.
- the wavelength selective reflection member having two reflecting surfaces is not limited to the shape of the wavelength selective reflection member 35 described above.
- the wavelength selective reflection member 36 provided in the light source device 31 shown in FIG. 6 may have a quadrangular pyramid shape.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of the light source device 31 of another example.
- the light source device 31 includes a substrate 21, a phosphor 2, a first laser diode 4A, a second laser diode 4B, a first submount 3A, and a second submount. It includes 3B, a wavelength selective reflection member 36, and a cover 6.
- the wavelength selective reflection member 36 has a quadrangular pyramid shape which is a straight cone.
- the wavelength selective reflection member 36 is arranged so that its apex is located on the substrate 1 side, and the apex is located on the lower side and the bottom surface is located on the upper side in the drawing.
- the pair of facing side surfaces of the wavelength selective reflection member 36 constitutes a first reflection surface 361 as a first reflection portion and a second reflection surface 362 as a second reflection portion.
- the wavelength selective reflection member 36 is one structure having two reflecting surfaces.
- the wavelength selective reflection member 36 is arranged by a holding member (not shown) so that the extension line of the perpendicular line from the apex to the bottom surface of the wavelength selective reflection member 36 is perpendicular to the incident surface of the phosphor 2.
- the wavelength selective reflection member 36 is an optical member that partially reflects the excitation light 7 from the second laser diode 4B on the second reflection surface 362 and guides the excitation light 7 to the phosphor 2. Further, although the optical path is not shown, the wavelength selective reflection member 36 partially reflects the excitation light 7 from the first laser diode 4A on the first reflection surface 361 and guides the excitation light 7 to the phosphor 2.
- the first reflecting surface 361 and the second reflecting surface 362 of the wavelength selective reflecting member 36 are the yellow fluorescence 8 emitted from the phosphor 2 by the excitation by the incident of the excitation light 7 and the blue fluorescent surface reflected by the phosphor 2. It transmits the excitation light 7a (reflected light). As a result, the yellow fluorescence and the blue excitation light are mixed and white light is emitted from the light source device 31.
- the excitation light 7b that is not reflected by the second reflecting surface 362 (first reflecting surface 361) and is transmitted through the second reflecting surface 362 (first reflecting surface 361) is first reflected. It is reflected by the surface 361 (second reflecting surface 362) and contributes to the white light emitted from the light source device 31.
- the yellow fluorescence 8 and the blue excitation light 7a (reflected light) reflected by the phosphor 2 and the excitation light transmitted through one reflecting surface and reflected by the other reflecting surface are mixed and white. Light is emitted.
- the excitation light that has passed through one of the reflection surfaces and has not been incident on the phosphor can be emitted.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of the light source device 40.
- the light source device 40 includes a substrate 21, a phosphor 2, a first laser diode 4A, a second laser diode 4B, a first submount 3A, and a second submount. It includes 3B, a first wavelength selective reflection member 45A, a second wavelength selective reflection member 45B, and a cover 6.
- the first wavelength selective reflection member 45A and the second wavelength selective reflection member 45B have the same configuration as the wavelength selective reflection member 5 of the first embodiment.
- the first wavelength selective reflection member 45A (second wavelength selective reflection member 45B) has a first reflection surface 451A (second reflection surface 451B).
- the first wavelength selective reflection member 45A and the second wavelength selective reflection member 45B may be arranged apart from each other.
- the extension surface of the first reflection surface 451A and the extension surface of the second reflection surface 451B are arranged so as to form a right angle.
- the light is transmitted through one of the reflecting surfaces and is not incident on the phosphor.
- the excitation light can be reflected by the other reflecting surface to contribute to white light. As a result, it is possible to obtain a light source device with improved light utilization efficiency.
- the first wavelength selective reflection member 45A and the second wavelength selective reflection member 45B are arranged apart from each other. Thereby, the beam shape of the white light emitted from the light source device 40 can be adjusted to an arbitrary shape by changing the distance between the first wavelength selective reflection member 45A and the second wavelength selective reflection member 45B.
- FIG. 8 is a partial plan view of the light source device 50, and is a diagram for explaining the positional relationship between the four laser diodes 4A to 4D and the wavelength selective reflection member 55.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the light source device 50, which corresponds to a cross-sectional view cut along the lines AA and BB of FIG.
- the optical path of the excitation light 7 is shown in FIG. 9, in order to make the drawing easier to see, only the optical path of the light related to the excitation light emitted from the third laser diode 4C (fourth laser diode 4D) is shown.
- the light source device 50 includes a substrate 21, a phosphor 2, a first laser diode 4A, a second laser diode 4B, a third laser diode 4C, and a fourth.
- Each laser diode and each submount has the same configuration as the laser diode and submount of the above-described embodiment.
- the four laser diodes 4A to 4D are arranged corresponding to each side so as to surround the wavelength selective reflection member 55 having a rectangular shape when viewed from above.
- the first laser diode 4A and the first submount 3A and the third laser diode 4C and the third submount 3C are arranged to face each other via the wavelength selective reflection member 55.
- the second laser diode 4B and the second submount 3B and the fourth laser diode 4D and the fourth submount 3D are arranged to face each other via the wavelength selective reflection member 55.
- the wavelength selective reflection member 55 has a shape obtained by removing a quadrangular pyramid having the one side as the bottom surface from one side of the rectangular parallelepiped. Each of the four inner side surfaces of the wavelength selective reflection member 55 is configured as a reflection surface.
- the wavelength selective reflection member 55 has four reflection surfaces 551 to 554.
- the reflecting surface 551 (reflecting surface 553) as the first reflecting portion and the reflecting surface 552 (reflecting surface 554) as the second reflecting portion are arranged so as to form a right angle.
- the wavelength selective reflection member 55 is one structure having four reflection surfaces.
- the wavelength selective reflection member 55 partially reflects the excitation light 7 emitted from the third laser diode 4C (fourth laser diode 4D) on the reflection surface 552 (reflection surface 554). It is an optical member that leads to the phosphor 2. Further, although the optical path is not shown, the wavelength selective reflection member 55 transmits the excitation light 7 emitted from the first laser diode 4A (second laser diode 4B) on the reflection surface 551 (reflection surface 553). It partially reflects and leads to the phosphor 2.
- the reflecting surfaces 551 to 554 of the wavelength selective reflecting member 55 include yellow fluorescence 8 emitted from the phosphor 2 due to excitation by the incident of excitation light 7 and blue excitation light 7a (reflected light) reflected by the phosphor 2. Is transparent. As a result, the yellow fluorescence and the blue excitation light are mixed and white light is emitted from the light source device 50.
- a part of the excitation light 7b that is not reflected by the reflection surface 552 (reflection surface 554) and has passed through the reflection surface 552 (reflection surface 554) is reflected by the reflection surface 551 (reflection surface 554) facing the reflection surface 552 (reflection surface 554). It reflects on surface 553) and contributes to the white light emitted from the light source device 50.
- a part of the excitation light 7b that is not reflected by the reflection surface 551 (reflection surface 553) and has passed through the reflection surface 551 (reflection surface 553) is a reflection surface 552 (reflecting surface 552) facing the reflection surface 551 (reflection surface 553). It is reflected by the reflecting surface 554) and contributes to the white light emitted from the light source device.
- the excitation light that has passed through the reflection surface and was not incident on the phosphor is transmitted to the other reflection surface. It can be reflected by and contribute to white light. As a result, the light source device 50 with improved light utilization efficiency can be obtained.
- FIGS. 10 and 11 are cross-sectional views of the light source device 60
- FIG. 11 is a cross-sectional view of the light source device 65. Both light source devices differ in that the shape of the phosphor is different from that of the phosphor 2 of the third embodiment.
- the light source device 60 includes a substrate 63, a phosphor 64, laser diodes 4A and 4B, submounts 3A and 3B, a wavelength selective reflection member 35, and a cover 6.
- the light source device 65 includes a substrate 66, a phosphor 67, laser diodes 4A and 4B, submounts 3A and 3B, a wavelength selective reflection member 35, and a cover 6.
- the rectangular parallelepiped phosphor 2 was used, but it may be a spherical phosphor 64 as shown in FIG. 10 or a conical phosphor 67 as shown in FIG.
- a ball-missing recess 63b is provided on the first surface 63a of the substrate 63, and the ball-missing phosphor 64 is arranged in the recess 63b.
- the recess 63b is provided so that the entire phosphor 64 is embedded in the substrate 63.
- the phosphor 64 is arranged in the recess 63b so that one surface (upper surface in the drawing) located on the wavelength selective reflection member 35 side is flush with the first surface 63a of the substrate 63.
- a conical recess 66b is provided on the first surface 66a of the substrate 66, and the conical phosphor 67 is arranged in the recess 66b.
- the recess 66b is provided so that the entire phosphor 67 is embedded in the substrate 66.
- the phosphor 67 is arranged in the recess 66b so that one surface (upper surface in the drawing) located on the wavelength selective reflection member 35 side is flush with the first surface 66a of the substrate 66.
- a reflective film 641 (671) is formed on the surface of the phosphor 64 (67) in contact with the substrate 63 (66). In this way, by providing the curved reflecting film 641 and the slanted reflecting film 671 located obliquely with respect to the first surface 66a of the substrate 66, the phosphor 64 (67) is not excited. The excitation light transmitted through 64 (67) is reflected by the reflective film 641 (671). Since the reflected excitation light passes through the phosphor 64 (67) again, it can be used for light emission of the phosphor 64 (67), and the light utilization efficiency is improved.
- the phosphor has a spherical shape or a conical shape, but the phosphor may have a rectangular parallelepiped shape with a thin thickness, and a reflective film may be formed on the surface of the phosphor in contact with the substrate.
- FIG. 12 is an enlarged view of a portion where the substrate and the phosphor come into contact with each other.
- the bottom surface of the phosphor 72 and the substrate 71 are in contact with the surface where both the substrate 71 and the phosphor 72 are in contact.
- the surface may be provided with irregularities.
- the cross-sectional shape of the convex portion is rectangular, and in FIG. 12B, the cross-sectional shape of the uneven portion is corrugated.
- the shape of the unevenness is not limited to these, and for example, the cross-sectional shape of the convex portion may be triangular or semicircular.
- FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the light source device 80.
- the light source device 80 includes a substrate 1, a phosphor 2, a laser diode 4, a submount 3, a wavelength selective reflection member 5, a cover 6, and a light receiving sensor 81 which is a light receiving element.
- the control unit 82 is provided.
- the light receiving sensor 81 is provided in a space surrounded by the substrate 1 and the cover 6.
- the light receiving sensor 81 receives light emitted from the wavelength selective reflection member 5 and does not contribute to white light emitted from the light source device 80.
- the detection result detected by the light receiving sensor 81 is output to the control unit 82.
- the control unit 82 controls the output of the excitation light from the laser diode 4 based on the detection result output from the light receiving sensor 81.
- the state of the phosphor 2 can be grasped from the detection result. For example, when a decrease in the function of the phosphor 2 is grasped from the detection result, the white light emitted from the light source device 80 is controlled by the control unit 82 so as to increase the output of the excitation light from the laser diode 4. The output can be stabilized.
- the light source device according to the ninth embodiment of the present technology will be described with reference to FIG.
- the wavelength selective reflection member 5 and the phosphor 2 are arranged in contact with each other.
- the wavelength selective reflection member 5 and the phosphor 2 are arranged. It may be arranged in a non-contact state with 2.
- the position of the wavelength selective reflection member 5 is fixed and held on the substrate 1 via a holding member (not shown).
- the wavelength selective reflection member 5 and the phosphor 2 By arranging the wavelength selective reflection member 5 and the phosphor 2 in a non-contact state, it is possible to suppress the influence of the heat generated by the phosphor 2 on the wavelength selective reflection member 5, and the wavelength selective reflection member 5 due to heat can be suppressed. It is possible to suppress the occurrence of distortion. As a result, the optical axis of the luminous flux is less likely to fluctuate, and the tint and output of the white light emitted from the light source device 10 can be stabilized.
- FIG. 15 is a partial plan view of the light source device 58, and is a diagram for explaining the positional relationship between the laser diodes 4A and 4B and the wavelength selective reflection member 55.
- FIG. 16 is a cross-sectional view of the light source device 58, which corresponds to a cross-sectional view cut along the lines AA and BB of FIG.
- two laser diodes are arranged to face each other with the wavelength selective reflection member interposed therebetween, but as shown in FIG. 15, 90 degrees with respect to the wavelength selective reflection member.
- Two laser diodes may be arranged so as to have a positional relationship of.
- the light source device 58 includes a substrate 21, a phosphor 2, a first laser diode 4A, a second laser diode 4B, a first submount 3A, and a second.
- the submount 3B, the wavelength selective reflection member 55, and the cover 6 are provided.
- the first laser diode 4A and the first submount 3A and the second laser diode 4B and the second submount 3B are arranged so as to have a positional relationship of 90 degrees with respect to the wavelength selective reflection member 55. ing.
- the wavelength selective reflection member 55 has the same configuration as the wavelength selective reflection member of the fifth embodiment, and has four reflection surfaces 551 to 554.
- the reflecting surface 551 (reflecting surface 553) and the reflecting surface 552 (reflecting surface 554) are arranged so as to form a right angle.
- the wavelength selective reflection member 55 partially reflects the excitation light 7 emitted from the first laser diode 4A (second laser diode 4B) on the reflection surface 551 (reflection surface 553). It is an optical member that leads to the phosphor 2.
- the reflecting surfaces 551 to 554 of the wavelength selective reflection member 55 transmit the yellow fluorescence 8 emitted from the phosphor 2 by the excitation by the incident of the excitation light 7 and the blue excitation light 7a reflected by the phosphor 2.
- the yellow fluorescence 8 and the blue excitation light 7 are mixed to emit white light.
- a part of the excitation light 7b transmitted without being reflected by the reflecting surface 551 (551) as the first reflecting portion is reflected by the reflecting surface 552 (554) as the second reflecting portion and is emitted from the light source device 58.
- the yellow fluorescence 8 and the blue excitation light 7a (reflected light) reflected by the phosphor 2 and the excitation light transmitted through one reflecting surface and reflected by the other reflecting surface are mixed and white. Light is emitted.
- the excitation light that has passed through the reflection surface and has not been incident on the phosphor is transmitted to the other reflection surface. It can be reflected by and contribute to white light. As a result, the light source device 58 with improved light utilization efficiency can be obtained.
- four reflecting surfaces are provided for two laser diodes, but two reflecting surfaces may be arranged for one laser diode, and similarly, light utilization efficiency may be provided. It can be a good light source device.
- a cooling mechanism for cooling the light source device may be provided in contact with the substrate of the light source device. By providing the cooling mechanism, the influence of heat generated by the light source device on the operating characteristics of the device to which the light source device is applied is suppressed.
- FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of the headlight 100.
- the vehicle headlight 100 includes a light source device 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80), a reflector 101 having a reflecting surface 101a as an optical system, and a projection lens 102.
- the white light emitted from the light source device 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80) is reflected by the reflection surface 101a of the reflector 101 and is reflected by the reflection surface 101a of the reflector 101, and is reflected by the headlight through the projection lens 102. It emits to the outside of 100 and illuminates the front of the vehicle.
- FIG. 18 is a schematic configuration diagram of the projector 200 as a display device.
- the projector 200 which is an image projection display device, includes a light source device 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80), a color separation optical system 210, a composite optical system 220, and projection. It has an optical system 230.
- the color separation optical system 210 converts white light (LW) emitted from the light source device 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80) into red component light (LR). It separates into blue component light (LB) and green component light (LG).
- LW white light
- LB blue component light
- LG green component light
- the synthetic optical system 220 modulates the light of each color component separated by the color separation optical system 210 so as to be a color component of a desired image, and then synthesizes the modulated light to generate a desired image.
- the projection optical system 230 is an optical system such as a projection lens or a mirror.
- the projection optical system 230 projects the image generated by the synthetic optical system 220 onto an image display unit such as a screen 240 to display the image.
- the color separation optical system 210 includes dichroic mirrors 211 and 212, reflection mirrors 213 to 215, and relay lenses 216 and 217.
- the dichroic mirror 211 transmits the red component light (LR) of the white light (LW) emitted from the light source device 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80). , Reflects blue component light (LB) and green component light (LG).
- the reflection mirror 214 reflects the light (LR) of the red component transmitted through the dichroic mirror 211 and causes it to enter the field lens 223R of the synthetic optical system 220.
- the dichroic mirror 212 transmits the blue component light (LB) out of the blue component light (LB) and the green component light (LG) reflected by the dichroic mirror 211, and reflects the green component light (LG).
- the green component light (LG) reflected by the dichroic mirror 212 is incident on the field lens 223G of the synthetic optical system 220.
- the reflection mirror 213 transmits the dichroic mirror 212, reflects the blue component light (LB) transmitted through the relay lens 216, and causes the light (LB) to be incident on the relay lens 217.
- the reflection mirror 215 reflects the blue component light (LB) incident on the relay lens 217 and transmitted through the relay lens 217, and is incident on the field lens 223B of the synthetic optical system 220.
- the synthetic optical system 220 includes a cross dichroic prism 221, a red light modulation element 222R and a field lens 223R, a green light modulation element 222G and a field lens 223G, and a blue light modulation element 222B and a field lens 223B.
- a transmissive liquid crystal panel can be used for each light modulation element.
- the red component light (RG) incident on the red field lens 223R and transmitted through the field lens 223R is modulated by the light modulation element 222R so as to be the red component of a desired image, and is incident on the cross dichroic prism 221.
- the green component light (RG) (blue component light (RB)) incident on the green field lens 223G (blue field lens 223B) and transmitted through the field lens 223G (223B) is an optical modulation element. It is modulated by 222G (222B) so as to have a green component (blue component) of a desired image, and is incident on the cross dichroic prism 221.
- the cross dichroic prism 221 synthesizes the modulated red component light, green component light, and blue component light, and emits them to the projection optical system 230.
- color separation optical systems 210 synthetic optical systems 220, and projection optical systems 230 can be used for the projector 200, and the structure is not limited to the structure described here.
- FIG. 19 is a schematic exploded perspective view of a liquid crystal display device using an edge light type backlight.
- FIG. 20 is a schematic exploded perspective view of a liquid crystal display device using a direct type backlight.
- the liquid crystal display device 250 (260) as a display device has a transmissive liquid crystal panel 251 and a backlight 252 (262).
- the back side of the transmissive liquid crystal panel 251 is irradiated with white light emitted from the backlight 252 (262).
- the transmittance of the irradiation light is controlled by passing through the transmissive liquid crystal panel 251. As a result, the image is displayed on the transmissive liquid crystal panel 251.
- the edge light type backlight 252 includes a diffusion sheet 2521, a light guide plate 2522, a reflection sheet 2523, and a plurality of light source devices 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58). , 60, 65, 80).
- a plurality of light source devices 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80) are arranged along a pair of opposite sides of a light guide plate 2522 having a rectangular planar shape.
- a backlight in which a plurality of light source devices are arranged along two sides has been given as an example, but a backlight in which light source devices are arranged along one side may also be used.
- the direct type backlight 262 includes a diffusion sheet 2621, a diffusion plate 2622, a reflection sheet 2623, and a plurality of light source devices 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58). , 60, 65, 80).
- a plurality of light source devices are arranged on the reflective sheet 2623, for example, in a matrix.
- FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of the lighting device 300.
- the illuminating device 300 illuminates, for example, an indoor or outdoor space.
- the lighting device 300 includes a plurality of light source devices 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80), a translucent cover 301, and a base 302.
- a plurality of light source devices 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80) are arranged on the base 302, and a translucent cover 301 is arranged so as to cover the plurality of light source devices. Will be done.
- the light emitted from the light source device 10 (15, 20, 30, 31, 40, 50, 58, 60, 65, 80) is emitted to the outside of the lighting device 300 through the translucent cover 301.
- a light emitting element that emits excitation light that excites the phosphor and The excitation light emitted from the light emitting element is partially reflected and guided to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor due to the excitation by the incident of the excitation light and the excitation light reflected by the phosphor are transmitted.
- a light source device including a wavelength selective reflection member.
- the wavelength selective reflection member is a light source device located on the optical path of the fluorescence and the excitation light reflected by the phosphor with respect to the phosphor.
- a light source device in which the substrate has a recess and at least a part of the phosphor is arranged in the recess.
- the light source device according to (3) above is formed on the first surface of the substrate and
- the phosphor is a light source device arranged in the recess so that a surface located on the wavelength selective reflection member side and the first surface are flush with each other.
- the light source device according to any one of (1) to (4) above.
- the wavelength selective reflection member is a light source device fixed to the substrate.
- the wavelength selective reflection member is a light source device that is in non-contact with the phosphor.
- the light source device partially transmits the excitation light emitted from the light emitting element, partially reflects the excitation light and guides the excitation light to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor by excitation by the incident of the excitation light. It has a first reflecting portion that transmits the excitation light reflected by the phosphor and a second reflecting portion that reflects the excitation light transmitted through the first reflecting portion and guides the excitation light to the outside of the light source device. Light source device.
- the light source device according to any one of (1) to (6) above.
- the two light emitting elements arranged to face each other via the wavelength selective reflection member are provided.
- the wavelength selective reflection member is The first excitation light emitted from one of the two light emitting elements is partially reflected and guided to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor due to the excitation by the incident of the first excitation light.
- the second excitation light emitted from the other light emitting element is partially reflected and guided to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor due to the excitation by the incident of the second excitation light and the fluorescence reflected by the phosphor.
- the first reflecting portion partially reflects the second excitation light that has passed through the second reflecting portion and is guided to the first reflecting portion, and the second reflecting portion is the second reflecting portion.
- a light source device that partially reflects the first excitation light that has passed through the reflection unit 1 and is guided to the second reflection unit, and guides the light source device to the outside of the light source device.
- the wavelength selective reflection member is a light source device which is one structure having the first reflection portion and the second reflection portion.
- the light source device according to any one of (1) to (9) above.
- the substrate and the phosphor are a light source device having irregularities on the surfaces in contact with each other.
- a light source device according to any one of (1) to (10) above.
- a light source device further comprising a light receiving element that receives light emitted from the wavelength selective reflection member and not emitted to the outside of the light source device.
- a light source device further comprising a control unit that controls the output of the excitation light from the light emitting element based on the output from the light receiving element.
- the fluorescent material placed in contact with the above substrate and A light emitting element that emits excitation light that excites the phosphor and The excitation light emitted from the light emitting element is partially reflected and guided to the phosphor, and the fluorescence emitted from the phosphor due to the excitation by the incident of the excitation light and the excitation light reflected by the phosphor are transmitted.
- a light source device including a wavelength selective reflection member, and A headlight including an optical system into which light from the light source device is incident.
- a lighting device including a light source device including a wavelength selective reflection member.
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Abstract
【課題】放熱性に優れた光源装置、ヘッドライト、表示装置及び照明装置を提供する。 【解決手段】光源装置は、基板と、蛍光体と、発光素子と、波長選択反射部材とを具備する。上記蛍光体は、上記基板と接して配置される。上記発光素子は、上記蛍光体を励起する励起光を出射する。上記波長選択反射部材は、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する。
Description
本技術は、ヘッドライトや表示装置等に適用可能な光源装置に関する。
特許文献1には、青色レーザデバイスから入射した光を反射して光の向きを変更するミラーである反射面を有するプリズム型蛍光体を備える光源装置について記載されている。この光源装置では、プリズム型蛍光体はベース部材上に配置された保持部材に取り付けられている。保持部材の側面はプリズム型蛍光体の反射面に面接触し、他の側面にてベース部材に面接触している。
特許文献1に記載される光源装置では、光入射されてプリズム型蛍光体が蛍光励起される際に生じる熱は、ミラーである反射面、保持部材を通してベース部材に放熱される。このように反射面及び保持部材を介在するため放熱性が悪い。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、放熱性に優れた光源装置、ヘッドライト、表示装置及び照明装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る光源装置は、基板と、蛍光体と、発光素子と、波長選択反射部材とを具備する。
上記蛍光体は、上記基板と接して配置される。
上記発光素子は、上記蛍光体を励起する励起光を出射する。
上記波長選択反射部材は、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する。
上記蛍光体は、上記基板と接して配置される。
上記発光素子は、上記蛍光体を励起する励起光を出射する。
上記波長選択反射部材は、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する。
この構成によれば、蛍光体が発する熱が基板へ速やかに放熱される。
上記波長選択反射部材は、上記蛍光体に対して、上記蛍光及び上記蛍光体で反射した励起光の光路上に位置してもよい。
上記基板は凹部を有し、上記蛍光体の少なくとも一部は上記凹部に配置されてもよい。
上記凹部は上記基板の第1の面に形成され、上記蛍光体は、上記波長選択反射部材側に位置する面と上記第1の面が面一となるように上記凹部に配置されてもよい。
上記凹部は上記基板の第1の面に形成され、上記蛍光体は、上記波長選択反射部材側に位置する面と上記第1の面が面一となるように上記凹部に配置されてもよい。
上記波長選択反射部材は上記基板に固定されていてもよい。
上記波長選択反射部材は上記蛍光体と非接触であってもよい。
上記波長選択反射部材は上記蛍光体と非接触であってもよい。
上記波長選択反射部材は、上記発光素子から出射した上記励起光を部分的に透過し、部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する第1の反射部と、上記第1の反射部を透過した励起光を反射し、上記光源装置の外へ導く第2の反射部とを有してもよい。
上記波長選択反射部材を介して対向配置された2つの上記発光素子を備え、
上記波長選択反射部材は、
2つの上記発光素子のうち一方の発光素子から出射される第1の励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記第1の励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した上記第1の励起光とを透過する第1の反射部と、
他方の発光素子から出射される第2の励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記第2の励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した上記第2の励起光とを透過する第2の反射部とを有し、
上記第1の反射部は、上記第2の反射部を透過し上記第1の反射部に導かれた上記第2の励起光を部分的に反射し、上記第2の反射部は、上記第1の反射部を透過し上記第2の反射部に導かれた上記第1の励起光を部分的に反射して、上記光源装置の外へ導いてもよい。
上記波長選択反射部材は、
2つの上記発光素子のうち一方の発光素子から出射される第1の励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記第1の励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した上記第1の励起光とを透過する第1の反射部と、
他方の発光素子から出射される第2の励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記第2の励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した上記第2の励起光とを透過する第2の反射部とを有し、
上記第1の反射部は、上記第2の反射部を透過し上記第1の反射部に導かれた上記第2の励起光を部分的に反射し、上記第2の反射部は、上記第1の反射部を透過し上記第2の反射部に導かれた上記第1の励起光を部分的に反射して、上記光源装置の外へ導いてもよい。
上記波長選択反射部材は、上記第1の反射部と上記第2の反射部を有する一つの構造体であってもよい。
上記基板及び上記蛍光体は、互いが接する面に凹凸を有してもよい。
上記基板及び上記蛍光体は、互いが接する面に凹凸を有してもよい。
上記波長選択反射部材から出射され、上記光源装置の外へ出射されない光を受光する受光素子を更に具備してもよい。
上記受光素子からの出力に基づいて、上記発光素子からの上記励起光の出力を制御する制御部を更に具備してもよい。
上記受光素子からの出力に基づいて、上記発光素子からの上記励起光の出力を制御する制御部を更に具備してもよい。
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るヘッドライトは、光源装置と、光学系とを具備する。
上記光源装置は、基板と、上記基板と接して配置された蛍光体と、上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材とを備える。
上記光学系は、上記光源装置からの光が入射される。
上記光源装置は、基板と、上記基板と接して配置された蛍光体と、上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材とを備える。
上記光学系は、上記光源装置からの光が入射される。
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る表示装置は、光源装置と、光変調素子とを具備する。
上記光源装置は、基板と、上記基板と接して配置された蛍光体と、上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材とを備える。
上記光変調素子は、上記光源装置からの光が入射される。
上記光源装置は、基板と、上記基板と接して配置された蛍光体と、上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材とを備える。
上記光変調素子は、上記光源装置からの光が入射される。
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る照明装置は、光源装置を具備する。
上記光源装置は、基板と、上記基板と接して配置された蛍光体と、上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材とを備える。
上記光源装置は、基板と、上記基板と接して配置された蛍光体と、上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材とを備える。
以下、光源装置の実施形態について説明するが、各実施形態において同様の構成については同様の符号を付し、既に説明がなされている構成については説明を省略する場合がある。また、各図において、励起光を破線、蛍光を実線で示している。
(第1の実施形態)
本技術の第1の実施形態に係る光源装置について図1を用いて説明する。
図1に示すように、光源装置10は、基板1と、蛍光体2と、励起光源となる発光素子としてのレーザダイオード4と、サブマウント3と、波長選択反射部材5と、カバー6とを備える。
本技術の第1の実施形態に係る光源装置について図1を用いて説明する。
図1に示すように、光源装置10は、基板1と、蛍光体2と、励起光源となる発光素子としてのレーザダイオード4と、サブマウント3と、波長選択反射部材5と、カバー6とを備える。
ここでは、光源装置10において、青色レーザ光と黄色発光蛍光体からの発光である黄色光とにより白色光を生成する例をあげるが、任意の色味となるようレーザ光源及び蛍光体の種類を適宜選択することができる。
また、本実施形態では、白色を生成するのに際し、青色レーザ光と黄色発光蛍光体からの黄色光を用いる例をあげるが、これに限定されない。
例えば、青色レーザ光と、赤色、緑色発光蛍光体から発する赤色光及び緑色光とを用いて白色光を生成するように構成してもよい。更に他の例としては、紫外レーザ光と、赤色、緑色、青色発光蛍光体から発する赤色光、緑色光及び青色光とを用いて白色光を生成するように構成してもよい。
例えば、青色レーザ光と、赤色、緑色発光蛍光体から発する赤色光及び緑色光とを用いて白色光を生成するように構成してもよい。更に他の例としては、紫外レーザ光と、赤色、緑色、青色発光蛍光体から発する赤色光、緑色光及び青色光とを用いて白色光を生成するように構成してもよい。
基板1は、熱伝導性に優れた材料からなる。例えば、基板1には、AlN、SiC、Al2O3等のセラミックス部材や金属部材が用いられる。
基板1は第1の面1aを有する。第1の面1a上には、蛍光体2及びサブマウント3が配置され、基板1はこれらを保持する。基板1は、蛍光体2よりも熱伝導率の大きな材料により形成されることが好ましく、これにより、蛍光体2の熱を効率的に基板1に放熱することができる。第1の面1aは平坦面である。
基板1は第1の面1aを有する。第1の面1a上には、蛍光体2及びサブマウント3が配置され、基板1はこれらを保持する。基板1は、蛍光体2よりも熱伝導率の大きな材料により形成されることが好ましく、これにより、蛍光体2の熱を効率的に基板1に放熱することができる。第1の面1aは平坦面である。
レーザダイオード4は青色レーザ光を励起光として出射する。レーザダイオード4の半導体にはInAlGaN等の窒化物半導体等を用いることができる。レーザダイオード4からの励起光の発振波長は例えば400nm~530nmである。YAG系の蛍光体2と組み合わせて白色を生成する場合、励起光の発振波長は400nm~500nmであればよい。
尚、本実施形態において、励起光源となる発光素子としてレーザダイオードを例にあげたが、これに限定されない。例えばLED(Light Emitting Diode)やVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)を用いることもできる。例えばLEDを用いる場合は出射する光を集光する光学系等を設けてもよい。また、VCSELを用いる場合、水平方向に励起光が出射されて波長選択反射部材5に入射されるようにVCSELを傾けて配置してもよい。
本実施形態においては端面発光のレーザダイオードを用いることにより、上述のような光学系は不要であり、また、VCSELのように傾けて配置する必要がないため、構造を簡素化することができる。
本実施形態においては端面発光のレーザダイオードを用いることにより、上述のような光学系は不要であり、また、VCSELのように傾けて配置する必要がないため、構造を簡素化することができる。
蛍光体2は、レーザダイオード4から出射される励起光7により励起され発光する。本実施形態の蛍光体2には、レーザダイオード4から出射される青色波長域(例えば400nm~500nm)の波長を有する青色レーザ光により励起されて黄色(赤色波長域から緑色波長域の間の波長域の光)を発光する黄色発光蛍光体を用いることができる。
蛍光体2には、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(例えばY3Al5O12)等を用いることができる。
蛍光体2には、セラミックス蛍光体、単結晶蛍光体、焼結蛍光体、又は、粉体の蛍光体とセラミックス材料等のバインダとを含んだ材料を焼結した焼結体を用いてもよい。
蛍光体2には、セラミックス蛍光体、単結晶蛍光体、焼結蛍光体、又は、粉体の蛍光体とセラミックス材料等のバインダとを含んだ材料を焼結した焼結体を用いてもよい。
蛍光体2は、少なくともその表面の一部が基板1に接し、基板1に固定されて配置される。本実施形態においては、蛍光体2は直方体状を有し、その一面が基板1の第1の面1aと接触する。
このように、蛍光体2が熱伝導性の高い基板1に接触して配置されることにより、蛍光体2が発する熱が基板1に効率よく放熱される。これにより、蛍光体2の温度の上昇が抑制され、蛍光体2の変換効率(励起光が蛍光体に入射して異なる波長の蛍光に変換される割合)の低下が抑制され、光源装置10から出射される白色光の出力低下が抑制される。
このように、蛍光体2が熱伝導性の高い基板1に接触して配置されることにより、蛍光体2が発する熱が基板1に効率よく放熱される。これにより、蛍光体2の温度の上昇が抑制され、蛍光体2の変換効率(励起光が蛍光体に入射して異なる波長の蛍光に変換される割合)の低下が抑制され、光源装置10から出射される白色光の出力低下が抑制される。
サブマウント3は、波長選択反射部材5に対するレーザダイオード4からの励起光の出射光の位置を調整するものである。サブマウント3を用いることにより、基板1からみたレーザダイオード4の高さが調整される。
サブマウント3には、例えば、SiC単結晶、AlNセラミックス、Si単結晶等を用いることができるが、これらに限定されない。サブマウント3に熱伝導性に優れた材料を用いることにより、レーザダイオード4から発する熱を効率よく放熱することができるため、サブマウント3を熱伝導性に優れた材料を用いて構成することが好ましい。
また、基板1にサブマウント3に代わる段差を設けることによって、レーザダイオード4の位置を調整する構成としてもよく、サブマウント3を不要としてもよい。
また、基板1にサブマウント3に代わる段差を設けることによって、レーザダイオード4の位置を調整する構成としてもよく、サブマウント3を不要としてもよい。
基板1とサブマウント3との接合、サブマウント3とレーザダイオード4との接合には、例えばAuSn等の半田による接合が用いられる。
サブマウント3には、レーザダイオード4への電流注入のための配線、電極パッドが配置される。この電極パッドにワイヤボンディングを用いてAu配線等で電流を印加する印加経路が形成される。サブマウント3を導電性材料で構成する場合、配線の一部を省略することができる。
サブマウント3には、レーザダイオード4への電流注入のための配線、電極パッドが配置される。この電極パッドにワイヤボンディングを用いてAu配線等で電流を印加する印加経路が形成される。サブマウント3を導電性材料で構成する場合、配線の一部を省略することができる。
波長選択反射部材5は、反射部としての反射面51を有する。
図1に示すように、波長選択反射部材5は、反射面51で励起光7を部分的に反射して蛍光体2に導く光学部材である。更に、波長選択反射部材5は、励起光7の入射による励起によって蛍光体2から発する黄色の蛍光8と、蛍光体2を励起せずに蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)とを透過する。光源装置10では、この黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した反射光である青色の励起光7aとが混色して白色光が、光源装置10の外へ出射される。
反射面51で反射せず反射面51を透過した励起光7bは、波長選択反射部材5から出射し、光源装置10の外へは出射せず、光源装置10から出射される白色光に寄与しない。
図1に示すように、波長選択反射部材5は、反射面51で励起光7を部分的に反射して蛍光体2に導く光学部材である。更に、波長選択反射部材5は、励起光7の入射による励起によって蛍光体2から発する黄色の蛍光8と、蛍光体2を励起せずに蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)とを透過する。光源装置10では、この黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した反射光である青色の励起光7aとが混色して白色光が、光源装置10の外へ出射される。
反射面51で反射せず反射面51を透過した励起光7bは、波長選択反射部材5から出射し、光源装置10の外へは出射せず、光源装置10から出射される白色光に寄与しない。
図1に示すように、波長選択反射部材5は、図上、蛍光体2の上方に、蛍光体2と接触した状態で配置される。波長選択反射部材5は、図示しない保持部材を介して基板1に固定されてもよいし、蛍光体2に固定されてもよい。
これにより、レーザダイオード4から出射され波長選択反射部材5の反射面51で反射して蛍光体2に入射する励起光7の光束の光軸がぶれることがない。更に、蛍光体2から発する蛍光8及び蛍光体2で反射する励起光7aの光束の光軸がぶれることがなく、光源装置10から出射される白色光の色味や出力を安定したものとすることができる。
これにより、レーザダイオード4から出射され波長選択反射部材5の反射面51で反射して蛍光体2に入射する励起光7の光束の光軸がぶれることがない。更に、蛍光体2から発する蛍光8及び蛍光体2で反射する励起光7aの光束の光軸がぶれることがなく、光源装置10から出射される白色光の色味や出力を安定したものとすることができる。
レーザダイオード4から出射される励起光7は水平方向に出射される。言い換えると、励起光7は、その光軸が、蛍光体2の励起光7の入射面と平行となるように出射される。また、波長選択反射部材5は、その反射面51が、蛍光体2の入射面、レーザダイオード4から出射される励起光7の光軸それぞれに対して略45度の角度をなすように配置される。ここで略45度とは誤差を含むものであり、例えば44~46度を含む。
波長選択反射部材5の反射面51は、レーザダイオード4から出射される励起光7を部分的に反射し、かつ、部分的に透過し、更に、蛍光体2からの蛍光8を透過し、蛍光体2で反射した励起光7a(反射光)の一部を透過する。
このように、反射面51は励起光7を部分的に透過するように構成されているので、蛍光体2で反射した励起光7a(反射光)の一部は反射面51を透過し、光源装置10の外へ出射される白色光に寄与する構成となっている。
このように、反射面51は励起光7を部分的に透過するように構成されているので、蛍光体2で反射した励起光7a(反射光)の一部は反射面51を透過し、光源装置10の外へ出射される白色光に寄与する構成となっている。
波長選択反射部材5は、その反射面51が、蛍光8及び励起光7a(反射光)の光路上に配置され、図面では、蛍光体2の上方に配置される。言い換えると、波長選択反射部材5の反射面51は、蛍光体2に対して、蛍光と励起光とが混色してなる白色光の出射方向側に位置する。
ここで、例えば、レーザダイオードから出射される励起光を反射させて蛍光体へ入射させる反射部を、蛍光体の上方ではなく、レーザダイオード寄りにずらして配置した場合を想定する。このような場合、反射部と蛍光体との距離が長くなり、レーザダイオードから出射され蛍光体に入射する励起光の光束の断面形状が広がりやすい。このため、集光レンズといった光学系が必要となってくる。
これに対し、本実施形態では、波長選択反射部材5は、励起光7を部分的に反射し、かつ、蛍光8を透過する反射面51を有する構成となっている。これにより、波長選択反射部材5を、光源装置10から出射される白色光に寄与する蛍光8及び励起光7a(反射光)の光路上となる蛍光体2の上方に、配置することが可能となっている。
このように、波長選択反射部材5の反射面51を蛍光体2の上方に配置することにより、反射面51と蛍光体2との距離を短くすることができ、蛍光体2に入射される励起光7の光束の断面形状が広がりすぎることがない。したがって、上述のような光学系が不要となり、波長選択反射部材そのものを小型化でき、光源装置の小型化が可能となる。更に、光源装置を構成する部品の数を削減することができるため、低コスト化が可能となる。
このように、波長選択反射部材5の反射面51を蛍光体2の上方に配置することにより、反射面51と蛍光体2との距離を短くすることができ、蛍光体2に入射される励起光7の光束の断面形状が広がりすぎることがない。したがって、上述のような光学系が不要となり、波長選択反射部材そのものを小型化でき、光源装置の小型化が可能となる。更に、光源装置を構成する部品の数を削減することができるため、低コスト化が可能となる。
カバー6は、基板1とともに、蛍光体2、レーザダイオード4、サブマウント3、及び、波長選択反射部材5を内部に保持する空間を形成する。カバー6と基板1による形成される空間内には窒素が充填される。
このように、光源装置10は、気密封止されたパッケージ化された状態となっている。
このように、光源装置10は、気密封止されたパッケージ化された状態となっている。
カバー6は、側壁部61と、蓋部62とを有する。
側壁部61は基板1の第1の面1aに垂直に位置し、蛍光体2、レーザダイオード4、サブマウント3、及び、波長選択反射部材5を囲うように設けられる。
蓋部62は、側壁部61を介して基板1と対向配置される。蓋部62は透光性のガラスからなる。黄色の蛍光8と蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)が混色してなる白色光は、蓋部62を透過して光源装置10の外部へ出射される。
(第2の実施形態)
本技術の第2の実施形態に係る光源装置について図2及び図3を用いて説明する。
図2及び図3に示すように、光源装置20は、基板21と、蛍光体2と、レーザダイオード4と、サブマウント3と、波長選択反射部材5と、カバー6とを備える。
本技術の第2の実施形態に係る光源装置について図2及び図3を用いて説明する。
図2及び図3に示すように、光源装置20は、基板21と、蛍光体2と、レーザダイオード4と、サブマウント3と、波長選択反射部材5と、カバー6とを備える。
本実施形態の光源装置20では、基板21の第1の面21aに凹部21bが設けられ、当該凹部21bに蛍光体2の少なくとも一部が配置される。
図2に示すように、凹部21bは、蛍光体2全体が基板21に埋め込まれるように設けられてもよい。直方体状の蛍光体2は、波長選択反射部材5側に位置する一面(図における上面)が基板21の第1の面21aと面一となるように凹部21bに配置される。
或いは、図3に示すように、蛍光体2の一部が基板21に埋め込まれるように凹部21bが設けられてもよい。この場合、蛍光体2は、その一部が基板21の第1の面21aから突出するように凹部21bに配置される。
図2に示すように、凹部21bは、蛍光体2全体が基板21に埋め込まれるように設けられてもよい。直方体状の蛍光体2は、波長選択反射部材5側に位置する一面(図における上面)が基板21の第1の面21aと面一となるように凹部21bに配置される。
或いは、図3に示すように、蛍光体2の一部が基板21に埋め込まれるように凹部21bが設けられてもよい。この場合、蛍光体2は、その一部が基板21の第1の面21aから突出するように凹部21bに配置される。
基板21の凹部21bに蛍光体2を配置する構成は、基板21に凹部21bを形成した後、凹部21bに予め成形されている蛍光体2を嵌め込むことによって形成することができる。或いは、凹部21bが形成された基板の凹部21bに蛍光体材料を充填した後、焼結して形成してもよい。
第1の実施形態の構成では、蛍光体2の一面(図における底面)のみが基板1に接した状態であったが、本実施形態では、これに加え、蛍光体2の側面も基板21に接した状態となっている。
これにより、基板21と蛍光体2との接触面積が第1の実施形態と比較して増加し、放熱性が更に向上する。接触面積の増大の観点から、図2に示すように、蛍光体2の波長選択反射部材5側に位置する一面が基板21の第1の面21aと面一となるように蛍光体2が凹部21bに配置されることがより好ましく、放熱性が向上する。
このように放熱性が向上することにより、蛍光体2の変換効率の低下が更に抑制され、光源装置20から出射される白色光の出力低下が抑制される。
これにより、基板21と蛍光体2との接触面積が第1の実施形態と比較して増加し、放熱性が更に向上する。接触面積の増大の観点から、図2に示すように、蛍光体2の波長選択反射部材5側に位置する一面が基板21の第1の面21aと面一となるように蛍光体2が凹部21bに配置されることがより好ましく、放熱性が向上する。
このように放熱性が向上することにより、蛍光体2の変換効率の低下が更に抑制され、光源装置20から出射される白色光の出力低下が抑制される。
以下の第3~第6の実施形態においては、蛍光体全体が基板に埋まるように基板に形成された凹部内に蛍光体が配置される構成を例にあげて説明するが、蛍光体の一部が基板に埋まるように蛍光体が凹部に配置される構成であってもよい。また、第1の実施形態のように、平坦面である基板の第1の面上に蛍光体が配置される構成としてもよい。
(第3の実施形態)
本技術の第3の実施形態に係る光源装置30について図4及び図5を用いて説明する。
図4は光源装置30の部分平面図であり、レーザダイオード4A及び4Bと波長選択反射部材35との位置関係を説明するための図である。
図5(A)は光源装置30の断面図である。
図5(B)は光源装置30の拡大部分断面図であり、励起光7の光路を説明するための図である。図5(B)においては、図面を見やすくするために、第2のレーザダイオード4Bから出射される励起光に係る光の光路についてのみ図示しているが、第1のレーザダイオード4Aから出射される励起光に係る光の光路についても同様である。
本技術の第3の実施形態に係る光源装置30について図4及び図5を用いて説明する。
図4は光源装置30の部分平面図であり、レーザダイオード4A及び4Bと波長選択反射部材35との位置関係を説明するための図である。
図5(A)は光源装置30の断面図である。
図5(B)は光源装置30の拡大部分断面図であり、励起光7の光路を説明するための図である。図5(B)においては、図面を見やすくするために、第2のレーザダイオード4Bから出射される励起光に係る光の光路についてのみ図示しているが、第1のレーザダイオード4Aから出射される励起光に係る光の光路についても同様である。
図4及び図5に示すように、光源装置30は、基板21と、蛍光体2と、第1のレーザダイオード4Aと、第2のレーザダイオード4Bと、第1のサブマウント3Aと、第2のサブマウント3Bと、波長選択反射部材35と、カバー6とを備える。
第1のレーザダイオード4A及び第2のレーザダイオード4Bは、上述の実施形態のレーザダイオード4と同様の構成を有する。
同様に、第1のサブマウント3A及び第2のサブマウント3Bは、上述の実施形態のサブマウント3と同様の構成を有する。
同様に、第1のサブマウント3A及び第2のサブマウント3Bは、上述の実施形態のサブマウント3と同様の構成を有する。
第1のレーザダイオード4A及び第1のサブマウント3Aは、波長選択反射部材35を介して、第2のレーザダイオード4B及び第2のサブマウント3Bと対向配置されている。
波長選択反射部材35は、第1の反射部としての第1の反射面351と、第2の反射部としての第2の反射面352を有する。第1の反射面351と第2の反射面352とは直角の角度をなすように配置される。
波長選択反射部材35は、例えば、第1の反射面351を有する立方体状の波長選択反射部材と第2の反射面352を有する立方体状の波長選択反射部材とを互いの面を接して貼り付けて一体化した一つの構造体として構成することができる。
波長選択反射部材35は、例えば、第1の反射面351を有する立方体状の波長選択反射部材と第2の反射面352を有する立方体状の波長選択反射部材とを互いの面を接して貼り付けて一体化した一つの構造体として構成することができる。
図5(B)に示すように、波長選択反射部材35は、第2の反射面352で第2のレーザダイオード4Bからの励起光7を部分的に反射して蛍光体2に導く光学部材である。更に、光路の図示は省略しているが、波長選択反射部材35は、第1の反射面351で第1のレーザダイオード4Aからの励起光7を部分的に反射して蛍光体2に導く。
更に、第2の反射面352(第1の反射面351)で反射せず、第2の反射面352(第1の反射面351)を透過した励起光7bの一部は、第1の反射面351(第2の反射面352)で反射し、光源装置30から出射される白色光に寄与する。
更に、波長選択反射部材35の第1の反射面351及び第2の反射面352は、励起光7の入射による励起によって蛍光体2から発する黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)とを透過する。これにより、黄色の蛍光と青色の励起光とが混色して光源装置30から白色光が出射される。
このように、2つのレーザダイオードを対向配置させ、2つの反射面351及び352を有する波長選択反射部材35を設けることにより、一方の反射面を透過して蛍光体に入射されなかった励起光を、他方の反射面で反射させて白色光に寄与させることができる。これにより、光の利用効率が向上した光源装置とすることができる。
尚、2つの反射面を有する波長選択反射部材は、上述の波長選択反射部材35の形状に限定されない。例えば図6に示す光源装置31に設けられる波長選択反射部材36のように四角錐状としてもよい。
図6は他の例の光源装置31の断面図である。
図6に示すように、光源装置31は、基板21と、蛍光体2と、第1のレーザダイオード4Aと、第2のレーザダイオード4Bと、第1のサブマウント3Aと、第2のサブマウント3Bと、波長選択反射部材36と、カバー6とを備える。
図6に示すように、光源装置31は、基板21と、蛍光体2と、第1のレーザダイオード4Aと、第2のレーザダイオード4Bと、第1のサブマウント3Aと、第2のサブマウント3Bと、波長選択反射部材36と、カバー6とを備える。
波長選択反射部材36は直錐体である四角錐状を有する。波長選択反射部材36は、その頂点が基板1側に位置するように配置され、図上、頂点が下方、底面が上方に位置するように配置される。
波長選択反射部材36の対向する一対の側面は、第1の反射部としての第1の反射面361と、第2の反射部としての第2の反射面362を構成する。波長選択反射部材36は2つの反射面を有する1つの構造体である。
波長選択反射部材36の頂点から底面への垂線の延長線が蛍光体2の入射面に対して垂直となるように、波長選択反射部材36は図示しない保持部材により配置される。
波長選択反射部材36の頂点から底面への垂線の延長線が蛍光体2の入射面に対して垂直となるように、波長選択反射部材36は図示しない保持部材により配置される。
図6に示すように、波長選択反射部材36は、第2の反射面362で第2のレーザダイオード4Bからの励起光7を部分的に反射して蛍光体2に導く光学部材である。更に、光路の図示は省略しているが、波長選択反射部材36は、第1の反射面361で第1のレーザダイオード4Aからの励起光7を部分的に反射して蛍光体2に導く。
更に、波長選択反射部材36の第1の反射面361及び第2の反射面362は、励起光7の入射による励起によって蛍光体2から発する黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)とを透過する。これにより黄色の蛍光と青色の励起光とが混色して光源装置31から白色光が出射される。
更に、第2の反射面362(第1の反射面361)で反射せず、第2の反射面362(第1の反射面361)を透過した励起光7bの一部は、第1の反射面361(第2の反射面362)で反射し、光源装置31から出射される白色光に寄与する。
光源装置31では、黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)と、一方の反射面を透過し他方の反射面で反射した励起光とが混色して白色光が出射される。
光源装置31では、黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)と、一方の反射面を透過し他方の反射面で反射した励起光とが混色して白色光が出射される。
このように、2つのレーザダイオードを対向配置させ、2つの反射面361及び362を有する波長選択反射部材36を設けることにより、一方の反射面を透過して蛍光体に入射されなかった励起光を、他方の反射面で反射させて白色光に寄与させることができる。これにより、光の利用効率が向上した光源装置とすることができる。
(第4の実施形態)
本技術の第4の実施形態に係る光源装置40について図7を用いて説明する。
図7は光源装置40の断面図である。
本技術の第4の実施形態に係る光源装置40について図7を用いて説明する。
図7は光源装置40の断面図である。
図7に示すように、光源装置40は、基板21と、蛍光体2と、第1のレーザダイオード4Aと、第2のレーザダイオード4Bと、第1のサブマウント3Aと、第2のサブマウント3Bと、第1の波長選択反射部材45Aと、第2の波長選択反射部材45Bと、カバー6とを備える。
第1の波長選択反射部材45A及び第2の波長選択反射部材45Bは、第1の実施形態の波長選択反射部材5と同様の構成を有する。
第1の波長選択反射部材45A(第2の波長選択反射部材45B)は、第1の反射面451A(第2の反射面451B)を有する。
第1の波長選択反射部材45A(第2の波長選択反射部材45B)は、第1の反射面451A(第2の反射面451B)を有する。
図7に示すように、第1の波長選択反射部材45Aと第2の波長選択反射部材45Bとを離間して配置してもよい。第1の反射面451Aの延長面と第2の反射面451Bの延長面とは直角の角度をなすように配置される。
本実施形態の構成においても、第3の実施形態と同様に、2つのレーザダイオードを設け、2つの反射面451A及び451Bを設けることにより、一方の反射面を透過して蛍光体に入射されなかった励起光を、他方の反射面で反射させて白色光に寄与させることができる。これにより、光の利用効率が向上した光源装置とすることができる。
更に、本実施形態においては、第1の波長選択反射部材45Aと第2の波長選択反射部材45Bとを離間して配置している。これにより、第1の波長選択反射部材45Aと第2の波長選択反射部材45Bとの距離を変えることによって光源装置40から出射される白色光のビーム形状を任意の形状に調整することができる。
(第5の実施形態)
本技術の第5の実施形態に係る光源装置50について図8及び図9を用いて説明する。
図8は光源装置50の部分平面図であり、4つのレーザダイオード4A~4Dと波長選択反射部材55との位置関係を説明するための図である。
図9は光源装置50の断面図であり、図8の線A-A、線B-Bで切断した断面図に相当する。
図9において、励起光7の光路を図示しているが、図面を見やすくするために、第3のレーザダイオード4C(第4のレーザダイオード4D)から出射される励起光に係る光の光路についてのみ図示しているが、第1のレーザダイオード4A(第2のレーザダイオード4B)から出射される励起光に係る光の光路についても同様である。
本技術の第5の実施形態に係る光源装置50について図8及び図9を用いて説明する。
図8は光源装置50の部分平面図であり、4つのレーザダイオード4A~4Dと波長選択反射部材55との位置関係を説明するための図である。
図9は光源装置50の断面図であり、図8の線A-A、線B-Bで切断した断面図に相当する。
図9において、励起光7の光路を図示しているが、図面を見やすくするために、第3のレーザダイオード4C(第4のレーザダイオード4D)から出射される励起光に係る光の光路についてのみ図示しているが、第1のレーザダイオード4A(第2のレーザダイオード4B)から出射される励起光に係る光の光路についても同様である。
第3及び第4の実施形態においては、2つのレーザダイオードが波長選択反射部材を間に介して対向配置される例をあげたが、図8に示すように、4つのレーザダイオードが配置されてもよい。
図8及び図9に示すように、光源装置50は、基板21と、蛍光体2と、第1のレーザダイオード4Aと、第2のレーザダイオード4Bと、第3のレーザダイオード4Cと、第4のレーザダイオード4Dと、第1のサブマウント3Aと、第2のサブマウント3Bと、第3のサブマウント3Cと、第4のサブマウント3Dと、波長選択反射部材55と、カバー6とを備える。
各レーザダイオード及び各サブマウントは上述の実施形態のレーザダイオード及びサブマウントと同様の構成を有する。
各レーザダイオード及び各サブマウントは上述の実施形態のレーザダイオード及びサブマウントと同様の構成を有する。
4つのレーザダイオード4A~4Dは、図8に示すように上側からみた形状が矩形の波長選択反射部材55を囲むように各辺に対応して配置される。
第1のレーザダイオード4A及び第1のサブマウント3Aと、第3のレーザダイオード4C及び第3のサブマウント3Cとは、波長選択反射部材55を介して対向配置される。
第2のレーザダイオード4B及び第2のサブマウント3Bと、第4のレーザダイオード4D及び第4のサブマウント3Dとは、波長選択反射部材55を介して対向配置される。
第1のレーザダイオード4A及び第1のサブマウント3Aと、第3のレーザダイオード4C及び第3のサブマウント3Cとは、波長選択反射部材55を介して対向配置される。
第2のレーザダイオード4B及び第2のサブマウント3Bと、第4のレーザダイオード4D及び第4のサブマウント3Dとは、波長選択反射部材55を介して対向配置される。
波長選択反射部材55は、直方体の一面側から当該一面を底面とする四角錐を取り除いた形状を有する。波長選択反射部材55の4つの内側側面はそれぞれ反射面として構成される。波長選択反射部材55は、4つの反射面551~554を有する。第1の反射部としての反射面551(反射面553)と第2の反射部としての反射面552(反射面554)とは直角の角度をなすように配置される。
波長選択反射部材55は4つの反射面を有する1つの構造体である。
波長選択反射部材55は4つの反射面を有する1つの構造体である。
図9に示すように、波長選択反射部材55は、第3のレーザダイオード4C(第4のレーザダイオード4D)から出射される励起光7を反射面552(反射面554)で部分的に反射して蛍光体2に導く光学部材である。更に、光路の図示は省略しているが、波長選択反射部材55は、第1のレーザダイオード4A(第2のレーザダイオード4B)から出射される励起光7を反射面551(反射面553)で部分的に反射して蛍光体2に導く。
更に、波長選択反射部材55の反射面551~554は、励起光7の入射による励起によって蛍光体2から発する黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)とを透過する。これにより、黄色の蛍光と青色の励起光とが混色して光源装置50から白色光が出射される。
更に、反射面552(反射面554)で反射せず、反射面552(反射面554)を透過した励起光7bの一部は、反射面552(反射面554)に対向する反射面551(反射面553)で反射し、光源装置50から出射される白色光に寄与する。
同様に、反射面551(反射面553)で反射せず、反射面551(反射面553)を透過した励起光7bの一部は、反射面551(反射面553)に対向する反射面552(反射面554)で反射し、光源装置から出射される白色光に寄与する。
同様に、反射面551(反射面553)で反射せず、反射面551(反射面553)を透過した励起光7bの一部は、反射面551(反射面553)に対向する反射面552(反射面554)で反射し、光源装置から出射される白色光に寄与する。
このように、4つのレーザダイオードを設け、4つの反射面551~554を有する波長選択反射部材55を設けることにより、反射面を透過して蛍光体に入射されなかった励起光を他の反射面で反射させて白色光に寄与させることができる。これにより、光の利用効率が向上した光源装置50とすることができる。
(第6の実施形態)
本技術の第6の実施形態に係る光源装置60及び65について、図10及び図11を用いて説明する。
図10は光源装置60の断面図、図11は光源装置65の断面図である。
いずれの光源装置においても、蛍光体の形状が第3の実施形態の蛍光体2と異なる点で相違する。
本技術の第6の実施形態に係る光源装置60及び65について、図10及び図11を用いて説明する。
図10は光源装置60の断面図、図11は光源装置65の断面図である。
いずれの光源装置においても、蛍光体の形状が第3の実施形態の蛍光体2と異なる点で相違する。
図10に示すように、光源装置60は、基板63と、蛍光体64と、レーザダイオード4A及び4Bと、サブマウント3A及び3Bと、波長選択反射部材35と、カバー6とを備える。
図11に示すように、光源装置65は、基板66と、蛍光体67と、レーザダイオード4A及び4Bと、サブマウント3A及び3Bと、波長選択反射部材35と、カバー6とを備える。
図11に示すように、光源装置65は、基板66と、蛍光体67と、レーザダイオード4A及び4Bと、サブマウント3A及び3Bと、波長選択反射部材35と、カバー6とを備える。
第3の実施形態では直方体状の蛍光体2としていたが、図10に示すよう球欠状の蛍光体64としてよく、また、図11に示すように円錐状の蛍光体67としてもよい。
図10に示すように、基板63の第1の面63aには球欠状の凹部63bが設けられ、凹部63bに球欠状の蛍光体64が配置される。凹部63bは、蛍光体64全体が基板63に埋め込まれるように設けられる。蛍光体64は、波長選択反射部材35側に位置する一面(図における上面)が基板63の第1の面63aと面一となるように凹部63bに配置される。
図11に示すように、基板66の第1の面66aには円錐状の凹部66bが設けられ、凹部66bに円錐状の蛍光体67が配置される。凹部66bは、蛍光体67全体が基板66に埋め込まれるように設けられる。蛍光体67は、波長選択反射部材35側に位置する一面(図における上面)が基板66の第1の面66aと面一となるように凹部66bに配置される。
蛍光体64(67)の基板63(66)と接する面には反射膜641(671)が形成されている。このように、曲面状の反射膜641、基板66の第1の面66aに対して斜めに位置する斜面状の反射膜671を設けることにより、蛍光体64(67)を励起せずに蛍光体64(67)を透過した励起光は反射膜641(671)で反射する。この反射した励起光は、再び蛍光体64(67)を透過するので、蛍光体64(67)の発光に利用することができ、光の利用効率が向上する。
また、本実施形態においては、蛍光体を球欠状、円錐状としたが、蛍光体の厚みを薄くした直方体状とし、蛍光体の基板と接する面に反射膜を形成してもよい。
(第7の実施形態)
図12は、基板と蛍光体とが接触する部分の拡大図である。
上述の各実施形態において、図12(A)や(B)に示すように、基板71と蛍光体72の双方が接する面に、具体的には、蛍光体72の底面と基板71とが接する面に凹凸を設けてもよい。
例えば、図12(A)では、凸部の断面形状は矩形状であり、図12(B)では凹凸の断面形状が波形となっている。凹凸の形状はこれらに限定されず、例えば凸部の断面形状が三角形状や半円状であってもよい。このように凹凸面を設けることにより、平坦面と比較して基板と蛍光体との接触面積を増大させることができ、放熱性を更に向上させることができる。
図12は、基板と蛍光体とが接触する部分の拡大図である。
上述の各実施形態において、図12(A)や(B)に示すように、基板71と蛍光体72の双方が接する面に、具体的には、蛍光体72の底面と基板71とが接する面に凹凸を設けてもよい。
例えば、図12(A)では、凸部の断面形状は矩形状であり、図12(B)では凹凸の断面形状が波形となっている。凹凸の形状はこれらに限定されず、例えば凸部の断面形状が三角形状や半円状であってもよい。このように凹凸面を設けることにより、平坦面と比較して基板と蛍光体との接触面積を増大させることができ、放熱性を更に向上させることができる。
(第8の実施形態)
本技術の第8の実施形態に係る光源装置80について図13を用いて説明する。
図13は光源装置80の概略断面図である。
図13に示すように、光源装置80は、基板1と、蛍光体2と、レーザダイオード4と、サブマウント3と、波長選択反射部材5と、カバー6と、受光素子である受光センサ81と、制御部82とを備える。
本技術の第8の実施形態に係る光源装置80について図13を用いて説明する。
図13は光源装置80の概略断面図である。
図13に示すように、光源装置80は、基板1と、蛍光体2と、レーザダイオード4と、サブマウント3と、波長選択反射部材5と、カバー6と、受光素子である受光センサ81と、制御部82とを備える。
受光センサ81は、基板1及びカバー6により囲まれた空間内に設けられる。
受光センサ81は、波長選択反射部材5から出射される光であって、光源装置80から出射される白色光に寄与しない漏れ光を受光する。受光センサ81で検出された検出結果は制御部82に出力される。
受光センサ81は、波長選択反射部材5から出射される光であって、光源装置80から出射される白色光に寄与しない漏れ光を受光する。受光センサ81で検出された検出結果は制御部82に出力される。
制御部82は、受光センサ81から出力された検出結果に基づき、レーザダイオード4からの励起光の出力を制御する。検出結果により蛍光体2の状態を把握することができる。例えば蛍光体2の機能の低下が検出結果により把握された場合、レーザダイオード4からの励起光の出力を高めるように制御部82によって制御されることにより、光源装置80から出射される白色光の出力を安定させたものとすることができる。
(第9の実施形態)
本技術の第9の実施形態に係る光源装置について図14を用いて説明する。
上述の各実施形態においては、波長選択反射部材5と蛍光体2とが接触した状態で配置される例を挙げたが、図14に光源装置15示すように、波長選択反射部材5と蛍光体2とは非接触の状態で配置されてもよい。波長選択反射部材5は、図示しない保持部材を介して、その位置が固定されて、基板1に保持される。
本技術の第9の実施形態に係る光源装置について図14を用いて説明する。
上述の各実施形態においては、波長選択反射部材5と蛍光体2とが接触した状態で配置される例を挙げたが、図14に光源装置15示すように、波長選択反射部材5と蛍光体2とは非接触の状態で配置されてもよい。波長選択反射部材5は、図示しない保持部材を介して、その位置が固定されて、基板1に保持される。
波長選択反射部材5と蛍光体2とが非接触の状態で配置されことにより、蛍光体2が発する熱による波長選択反射部材5への影響を抑制することができ、熱による波長選択反射部材5のゆがみの発生を抑制することができる。これにより、光束の光軸がぶれにくく、光源装置10から出射される白色光の色味や出力を安定したものとすることができる。
(第10の実施形態)
本技術の第10の実施形態に係る光源装置58について図15及び図16を用いて説明する。
図15は光源装置58の部分平面図であり、レーザダイオード4A及び4Bと波長選択反射部材55との位置関係を説明するための図である。
図16は光源装置58の断面図であり、図15の線A-A、線B-Bで切断した断面図に相当する。
本技術の第10の実施形態に係る光源装置58について図15及び図16を用いて説明する。
図15は光源装置58の部分平面図であり、レーザダイオード4A及び4Bと波長選択反射部材55との位置関係を説明するための図である。
図16は光源装置58の断面図であり、図15の線A-A、線B-Bで切断した断面図に相当する。
第3及び第4の実施形態においては、2つのレーザダイオードが波長選択反射部材を間に介して対向配置される例をあげたが、図15に示すように波長選択反射部材に対して90度の位置関係となるように2つのレーザダイオードが配置されてもよい。
図15及び図16に示すように、光源装置58は、基板21と、蛍光体2と、第1のレーザダイオード4Aと、第2のレーザダイオード4Bと、第1のサブマウント3Aと、第2のサブマウント3Bと、波長選択反射部材55と、カバー6とを備える。
第1のレーザダイオード4A及び第1のサブマウント3Aと、第2のレーザダイオード4B及び第2のサブマウント3Bとは、波長選択反射部材55に対して90度の位置関係となるように配置されている。
波長選択反射部材55は、第5の実施形態の波長選択反射部材と同様の構成を有し、4つの反射面551~554を有する。反射面551(反射面553)と反射面552(反射面554)とは直角の角度をなすように配置される。
図16に示すように、波長選択反射部材55は、反射面551(反射面553)で第1のレーザダイオード4A(第2のレーザダイオード4B)から出射される励起光7を部分的に反射して蛍光体2に導く光学部材である。
更に、波長選択反射部材55の反射面551~554は、励起光7の入射による励起によって蛍光体2から発する黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した青色の励起光7aとを透過する。光源装置58では、この黄色の蛍光8と青色の励起光7とが混色して白色光が出射される。
第1の反射部としての反射面551(553)で反射せず透過した励起光7bの一部は、第2の反射部としての反射面552(554)で反射し、光源装置58から出射される白色光に寄与する。
光源装置58では、黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)と、一方の反射面を透過し他方の反射面で反射した励起光とが混色して白色光が出射される。
光源装置58では、黄色の蛍光8と、蛍光体2で反射した青色の励起光7a(反射光)と、一方の反射面を透過し他方の反射面で反射した励起光とが混色して白色光が出射される。
このように、2つのレーザダイオードを設け、4つの反射面551~554を有する波長選択反射部材55を設けることにより、反射面を透過して蛍光体に入射されなかった励起光を他の反射面で反射させて白色光に寄与させることができる。これにより、光の利用効率が向上した光源装置58とすることができる。
尚、本実施形態では、2つのレーザダイオードに対し4つの反射面を設けたが、1つのレーザダイオードに対して2つの反射面が配置されるように構成してもよく、同様に光利用効率の良い光源装置とすることができる。
次に、上述の各光源装置を適用した機器としての、ヘッドライト、表示装置、照明装置について説明する。尚、以下では説明を省略するが、光源装置を冷却する冷却機構が、光源装置の基板に接して設けられていてもよい。冷却機構を設けることにより、光源装置の発熱による、光源装置を適用した機器の動作特性への影響が抑制される。
(ヘッドライトへの適用例)
図17はヘッドライト100の概略断面図である。
車両用のヘッドライト100は、光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)と、光学系としての反射面101aを有するリフレクタ101及び投影レンズ102とを有する。光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)から出射された白色光は、リフレクタ101の反射面101aで反射し、投影レンズ102を介してヘッドライト100の外部へ出射し、車両前方を照明する。
図17はヘッドライト100の概略断面図である。
車両用のヘッドライト100は、光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)と、光学系としての反射面101aを有するリフレクタ101及び投影レンズ102とを有する。光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)から出射された白色光は、リフレクタ101の反射面101aで反射し、投影レンズ102を介してヘッドライト100の外部へ出射し、車両前方を照明する。
(表示装置への適用例)
図18は表示装置としてのプロジェクタ200の概略構成図である。
映像投射表示装置であるプロジェクタ200は、光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)と、色分離光学系210と、合成光学系220と、投射光学系230とを有する。
図18は表示装置としてのプロジェクタ200の概略構成図である。
映像投射表示装置であるプロジェクタ200は、光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)と、色分離光学系210と、合成光学系220と、投射光学系230とを有する。
色分離光学系210は、光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)から出射される白色光(LW)を、赤色成分の光(LR)、青色成分の光(LB)、緑色成分の光(LG)に分離する。
合成光学系220は、色分離光学系210で分離された各色成分の光をそれぞれ所望の画像の色成分となるように変調した後、その変調光を合成して所望の映像を生成する。
投射光学系230は、投射レンズやミラー等の光学系である。投射光学系230は、合成光学系220で生成された映像をスクリーン240等の映像表示部に投射して、映像を表示する。
色分離光学系210は、ダイクロイックミラー211及び212と、反射ミラー213~215と、リレーレンズ216及び217を有する。
ダイクロイックミラー211は、光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)から出射される白色光(LW)のうち赤色成分の光(LR)を透過し、青色成分の光(LB)及び緑色成分の光(LG)を反射する。
反射ミラー214は、ダイクロイックミラー211を透過した赤色成分の光(LR)を反射し、合成光学系220のフィールドレンズ223Rに入射させる。
ダイクロイックミラー212は、ダイクロイックミラー211で反射した青色成分の光(LB)及び緑色成分の光(LG)のうち青色成分の光(LB)を透過し、緑色成分の光(LG)を反射する。
ダイクロイックミラー212で反射した緑色成分の光(LG)は、合成光学系220のフィールドレンズ223Gに入射する。
ダイクロイックミラー212で反射した緑色成分の光(LG)は、合成光学系220のフィールドレンズ223Gに入射する。
反射ミラー213は、ダイクロイックミラー212を透過し、リレーレンズ216を透過した青色成分の光(LB)を反射し、リレーレンズ217に入射させる。
反射ミラー215は、リレーレンズ217に入射しリレーレンズ217を透過した青色成分の光(LB)を反射し、合成光学系220のフィールドレンズ223Bに入射させる。
反射ミラー215は、リレーレンズ217に入射しリレーレンズ217を透過した青色成分の光(LB)を反射し、合成光学系220のフィールドレンズ223Bに入射させる。
合成光学系220は、クロスダイクロイックプリズム221と、赤色用の光変調素子222R及びフィールドレンズ223Rと、緑色用の光変調素子222G及びフィールドレンズ223Gと、青色用の光変調素子222B及びフィールドレンズ223Bを有する。
各光変調素子には例えば透過型液晶パネルを用いることができる。
各光変調素子には例えば透過型液晶パネルを用いることができる。
赤色用のフィールドレンズ223Rに入射されフィールドレンズ223Rを透過した赤色成分の光(RG)は、光変調素子222Rで所望の画像の赤色成分となるように変調され、クロスダイクロイックプリズム221に入射する。
同様に、緑色用のフィールドレンズ223G(青色用のフィールドレンズ223B)に入射されフィールドレンズ223G(223B)を透過した緑色成分の光(RG)(青色成分の光(RB))は、光変調素子222G(222B)で所望の画像の緑色成分(青色成分)となるように変調され、クロスダイクロイックプリズム221に入射する。
同様に、緑色用のフィールドレンズ223G(青色用のフィールドレンズ223B)に入射されフィールドレンズ223G(223B)を透過した緑色成分の光(RG)(青色成分の光(RB))は、光変調素子222G(222B)で所望の画像の緑色成分(青色成分)となるように変調され、クロスダイクロイックプリズム221に入射する。
クロスダイクロイックプリズム221は、変調された赤色成分の光、緑色成分の光、青色成分の光を合成し、投射光学系230に出射する。
尚、プロジェクタ200を構成する色分離光学系210、合成光学系220、投射光学系230にはそれぞれ既知のものを用いることができ、ここで記載した構造に限定されない。
また、液晶表示装置のバックライトに本技術の光源装置10(15、20、30、40、50、58、60、61、80)を用いることができる。
図19は、エッジライト方式のバックライトを用いた液晶表示装置の概略分解斜視図である。
図20は、直下型方式のバックライトを用いた液晶表示装置の概略分解斜視図である。
図19は、エッジライト方式のバックライトを用いた液晶表示装置の概略分解斜視図である。
図20は、直下型方式のバックライトを用いた液晶表示装置の概略分解斜視図である。
図19(図20)に示すように、表示装置としての液晶表示装置250(260)は、透過型液晶パネル251と、バックライト252(262)を有する。液晶表示装置250(260)では、透過型液晶パネル251の背面側を、バックライト252(262)から出射する白色光で照射する。照射光は、透過型液晶パネル251を透過することによって透過率が制御される。これにより、透過型液晶パネル251に画像が表示される。
図19に示すように、エッジライト方式のバックライト252は、拡散シート2521と、導光板2522と、反射シート2523と、複数の光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)とを有する。
複数の光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)は、平面形状が矩形の導光板2522の対向する一対の辺に沿って複数配置される。尚、本実施形態では、二辺に沿って複数の光源装置が配置されるバックライトを例をあげたが、一辺に沿って光源装置が配置されたバックライトでもよい。
図20に示すように、直下型方式のバックライト262は、拡散シート2621と、拡散板2622と、反射シート2623と、複数の光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)とを有する。光源装置は反射シート2623上に例えばマトリクス状に複数配置される。
(照明装置への適用例)
図21は照明装置300の概略断面図である。照明装置300は、例えば屋内又は屋外の空間を照明する。
図21に示すように、照明装置300は、複数の光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)と、透光性カバー301と、基台302を有する。基台302上に複数の光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)が配置され、複数の光源装置を覆うように透光性カバー301が配置される。光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)から出射される光は、透光性カバー301を介して照明装置300の外へ出射される。
図21は照明装置300の概略断面図である。照明装置300は、例えば屋内又は屋外の空間を照明する。
図21に示すように、照明装置300は、複数の光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)と、透光性カバー301と、基台302を有する。基台302上に複数の光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)が配置され、複数の光源装置を覆うように透光性カバー301が配置される。光源装置10(15、20、30、31、40、50、58、60、65、80)から出射される光は、透光性カバー301を介して照明装置300の外へ出射される。
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)
基板と、
上記基板と接して配置された蛍光体と、
上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を具備する光源装置。
基板と、
上記基板と接して配置された蛍光体と、
上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を具備する光源装置。
(2)
上記(1)に記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は、上記蛍光体に対して、上記蛍光及び上記蛍光体で反射した励起光の光路上に位置する
光源装置。
上記(1)に記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は、上記蛍光体に対して、上記蛍光及び上記蛍光体で反射した励起光の光路上に位置する
光源装置。
(3)
上記(1)又は(2)に記載の光源装置であって、
上記基板は凹部を有し、上記蛍光体の少なくとも一部は上記凹部に配置される
光源装置。
上記(1)又は(2)に記載の光源装置であって、
上記基板は凹部を有し、上記蛍光体の少なくとも一部は上記凹部に配置される
光源装置。
(4)
上記(3)に記載の光源装置であって、
上記凹部は上記基板の第1の面に形成され、
上記蛍光体は、上記波長選択反射部材側に位置する面と上記第1の面が面一となるように上記凹部に配置される
光源装置。
上記(3)に記載の光源装置であって、
上記凹部は上記基板の第1の面に形成され、
上記蛍光体は、上記波長選択反射部材側に位置する面と上記第1の面が面一となるように上記凹部に配置される
光源装置。
(5)
上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は上記基板に固定されている
光源装置。
上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は上記基板に固定されている
光源装置。
(6)
上記(1)から(5)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は上記蛍光体と非接触である
光源装置。
上記(1)から(5)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は上記蛍光体と非接触である
光源装置。
(7)
上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は、上記発光素子から出射した上記励起光を部分的に透過し、部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する第1の反射部と、上記第1の反射部を透過した励起光を反射し、上記光源装置の外へ導く第2の反射部とを有する
光源装置。
上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は、上記発光素子から出射した上記励起光を部分的に透過し、部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する第1の反射部と、上記第1の反射部を透過した励起光を反射し、上記光源装置の外へ導く第2の反射部とを有する
光源装置。
(8)
上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材を介して対向配置された2つの上記発光素子を備え、
上記波長選択反射部材は、
2つの上記発光素子のうち一方の発光素子から出射される第1の励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記第1の励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した上記第1の励起光とを透過する第1の反射部と、
他方の発光素子から出射される第2の励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記第2の励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した上記第2の励起光とを透過する第2の反射部と
を有し、
上記第1の反射部は、上記第2の反射部を透過し上記第1の反射部に導かれた上記第2の励起光を部分的に反射し、上記第2の反射部は、上記第1の反射部を透過し上記第2の反射部に導かれた上記第1の励起光を部分的に反射して、上記光源装置の外へ導く
光源装置。
上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材を介して対向配置された2つの上記発光素子を備え、
上記波長選択反射部材は、
2つの上記発光素子のうち一方の発光素子から出射される第1の励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記第1の励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した上記第1の励起光とを透過する第1の反射部と、
他方の発光素子から出射される第2の励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記第2の励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した上記第2の励起光とを透過する第2の反射部と
を有し、
上記第1の反射部は、上記第2の反射部を透過し上記第1の反射部に導かれた上記第2の励起光を部分的に反射し、上記第2の反射部は、上記第1の反射部を透過し上記第2の反射部に導かれた上記第1の励起光を部分的に反射して、上記光源装置の外へ導く
光源装置。
(9)
上記(7)又は(8)に記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は、上記第1の反射部と上記第2の反射部を有する一つの構造体である
光源装置。
上記(7)又は(8)に記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材は、上記第1の反射部と上記第2の反射部を有する一つの構造体である
光源装置。
(10)
上記(1)から(9)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記基板及び上記蛍光体は、互いが接する面に凹凸を有する
光源装置。
上記(1)から(9)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記基板及び上記蛍光体は、互いが接する面に凹凸を有する
光源装置。
(11)
上記(1)から(10)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材から出射され、上記光源装置の外へ出射されない光を受光する受光素子
を更に具備する光源装置。
上記(1)から(10)のいずれか1つに記載の光源装置であって、
上記波長選択反射部材から出射され、上記光源装置の外へ出射されない光を受光する受光素子
を更に具備する光源装置。
(12)
上記(11)に記載の光源装置であって、
上記受光素子からの出力に基づいて、上記発光素子からの上記励起光の出力を制御する制御部
を更に具備する光源装置。
上記(11)に記載の光源装置であって、
上記受光素子からの出力に基づいて、上記発光素子からの上記励起光の出力を制御する制御部
を更に具備する光源装置。
(13)
基板と、
上記基板と接して配置された蛍光体と、
上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置と、
上記光源装置からの光が入射される光学系と
を具備するヘッドライト。
基板と、
上記基板と接して配置された蛍光体と、
上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置と、
上記光源装置からの光が入射される光学系と
を具備するヘッドライト。
(14)
基板と、
上記基板と接して配置された蛍光体と、
上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置と、
上記光源装置からの光が入射される光変調素子と
を具備する表示装置。
基板と、
上記基板と接して配置された蛍光体と、
上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置と、
上記光源装置からの光が入射される光変調素子と
を具備する表示装置。
(15)
基板と、
上記基板と接して配置された蛍光体と、
上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置
を具備する照明装置。
基板と、
上記基板と接して配置された蛍光体と、
上記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射される上記励起光を部分的に反射して上記蛍光体に導き、上記励起光の入射による励起により上記蛍光体から発する蛍光と、上記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置
を具備する照明装置。
1、21、63、66、71…基板
2、62、67、72…蛍光体
4、4A、4B…レーザダイオード(発光素子)
5、35、36、55…波長選択反射部材(波長選択反射部材)
7…励起光
8…蛍光
10、15、20、30、31、40、50、58、60、65、80…光源装置
21a、63a、66a…第1の面
21b、63b、66b…凹部
45A…第1の波長選択反射部材(波長選択反射部材)
45B…第2の波長選択反射部材(波長選択反射部材)
100…ヘッドライト
101…リフレクタ(光学系)
102…投影レンズ(光学系)
200…プロジェクタ(表示装置)
222R、222G、222B…光変調素子
250、260…液晶表示装置(表示装置)
251…液晶パネル(光変調素子)
300…照明装置
351、361、451A…第1の反射面(第1の反射部)
352、362、451B…第2の反射面(第2の反射部)
551、553…反射面(第1の反射部)
552、554…反射面(第2の反射部)
2、62、67、72…蛍光体
4、4A、4B…レーザダイオード(発光素子)
5、35、36、55…波長選択反射部材(波長選択反射部材)
7…励起光
8…蛍光
10、15、20、30、31、40、50、58、60、65、80…光源装置
21a、63a、66a…第1の面
21b、63b、66b…凹部
45A…第1の波長選択反射部材(波長選択反射部材)
45B…第2の波長選択反射部材(波長選択反射部材)
100…ヘッドライト
101…リフレクタ(光学系)
102…投影レンズ(光学系)
200…プロジェクタ(表示装置)
222R、222G、222B…光変調素子
250、260…液晶表示装置(表示装置)
251…液晶パネル(光変調素子)
300…照明装置
351、361、451A…第1の反射面(第1の反射部)
352、362、451B…第2の反射面(第2の反射部)
551、553…反射面(第1の反射部)
552、554…反射面(第2の反射部)
Claims (15)
- 基板と、
前記基板と接して配置された蛍光体と、
前記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射される前記励起光を部分的に反射して前記蛍光体に導き、前記励起光の入射による励起により前記蛍光体から発する蛍光と、前記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を具備する光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置であって、
前記波長選択反射部材は、前記蛍光体に対して、前記蛍光及び前記蛍光体で反射した励起光の光路上に位置する
光源装置。 - 請求項2に記載の光源装置であって、
前記基板は凹部を有し、前記蛍光体の少なくとも一部は前記凹部に配置される
光源装置。 - 請求項3に記載の光源装置であって、
前記凹部は前記基板の第1の面に形成され、
前記蛍光体は、前記波長選択反射部材側に位置する面と前記第1の面が面一となるように前記凹部に配置される
光源装置。 - 請求項2に記載の光源装置であって、
前記波長選択反射部材は前記基板に固定されている
光源装置。 - 請求項2に記載の光源装置であって、
前記波長選択反射部材は前記蛍光体と非接触である
光源装置。 - 請求項2に記載の光源装置であって、
前記波長選択反射部材は、前記発光素子から出射した前記励起光を部分的に透過し、部分的に反射して前記蛍光体に導き、前記励起光の入射による励起により前記蛍光体から発する蛍光と、前記蛍光体で反射した励起光とを透過する第1の反射部と、前記第1の反射部を透過した励起光を反射し、前記光源装置の外へ導く第2の反射部とを有する
光源装置。 - 請求項2に記載の光源装置であって、
前記波長選択反射部材を介して対向配置された2つの前記発光素子を備え、
前記波長選択反射部材は、
2つの前記発光素子のうち一方の発光素子から出射される第1の励起光を部分的に反射して前記蛍光体に導き、前記第1の励起光の入射による励起により前記蛍光体から発する蛍光と、前記蛍光体で反射した前記第1の励起光とを透過する第1の反射部と、
他方の発光素子から出射される第2の励起光を部分的に反射して前記蛍光体に導き、前記第2の励起光の入射による励起により前記蛍光体から発する蛍光と、前記蛍光体で反射した前記第2の励起光とを透過する第2の反射部と
を有し、
前記第1の反射部は前記第2の反射部を透過し前記第1の反射部に導かれた前記第2の励起光を部分的に反射し、前記第2の反射部は前記第1の反射部を透過し前記第2の反射部に導かれた前記第1の励起光を部分的に反射して、前記光源装置の外へ導く
光源装置。 - 請求項7又は請求項8に記載の光源装置であって、
前記波長選択反射部材は、前記第1の反射部と前記第2の反射部を有する一つの構造体である
光源装置。 - 請求項2に記載の光源装置であって、
前記基板及び前記蛍光体は、互いが接する面に凹凸を有する
光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置であって、
前記波長選択反射部材から出射され、前記光源装置の外へ出射されない光を受光する受光素子
を更に具備する光源装置。 - 請求項11に記載の光源装置であって、
前記受光素子からの出力に基づいて、前記発光素子からの前記励起光の出力を制御する制御部
を更に具備する光源装置。 - 基板と、
前記基板と接して配置された蛍光体と、
前記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射される前記励起光を部分的に反射して前記蛍光体に導き、前記励起光の入射による励起により前記蛍光体から発する蛍光と、前記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置と、
前記光源装置からの光が入射される光学系と
を具備するヘッドライト。 - 基板と、
前記基板と接して配置された蛍光体と、
前記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射される前記励起光を部分的に反射して前記蛍光体に導き、前記励起光の入射による励起により前記蛍光体から発する蛍光と、前記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置と、
前記光源装置からの光が入射される光変調素子と
を具備する表示装置。 - 基板と、
前記基板と接して配置された蛍光体と、
前記蛍光体を励起する励起光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射される前記励起光を部分的に反射して前記蛍光体に導き、前記励起光の入射による励起により前記蛍光体から発する蛍光と、前記蛍光体で反射した励起光とを透過する波長選択反射部材と
を備える光源装置
を具備する照明装置。
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