[发明专利]光源装置和投影机

说明书

技术领域

本发明涉及光源装置及投影机。

背景技术

现有技术中，在投影机中，作为光源一般采用超高压水银灯等放电灯。可是，这种放电灯存在寿命比较短、难以瞬间点亮、从灯所放射的紫外线会使液晶光阀劣化等问题。因此，提出采用代替放电灯的方式的光源的投影机。

例如，在以专利文献1所提出的投影机中，采用使激励光从外部入射于荧光体、使所得到的发射光(荧光)射出的光源。详细而言，在专利文献1中，作为光源提出如下光源：荧光体的可见光放射方向端面面积总和设定为，比激励光的发光端面面积总和小，能够从比直接采用激励光的光源更小的面积放出强光。通过该结构，可以实现光利用效率高、低成本、低功耗且明亮的投影机。

【专利文献1】特开2004-327361号公报

可是，在记载于专利文献1的光源中，若光太过集中于荧光体，则由于如下的原因而导致发光量下降。

即，若激励光的强度高，则因为荧光体分子之中受激励的电子比例增大，能够激励的电子(基底状态的电子)减少，所以产生无法发出相应于激励光的光量的光的、所谓的光饱和现象。由此，发光效率(荧光体发光量相对于激励光入射光量的比例)下降。因此，即使采用如上述专利文献1的光源，想要得到强光而增加激励光的光量，也难以得到预期的光量。

发明内容

本发明鉴于如此的情形所作出，目的在于提供可以抑制发光效率的下降、射出强(光量多)的光的光源装置。并且，目的在于提供具有如此的光源装置、可以进行高质量图像显示的投影机。

发明人关于上述问题反复锐意探讨的结果是，达到以下认识：若对上述光饱和现象进行考虑，则激励光的光强度在照射区域内尽量均匀为好。这是因为，在以使得从荧光体发出尽可能多的光量的荧光的方式照射激励光的情况下，若激励光的光量中存在不均匀，则无法使荧光从将激励光照射于荧光体的面整体良好地射出。

另一方面，作为用于使荧光体良好地发光的激励光的光源，通常采用如激光光源的固体光源，进而，为了使光量增加而采用使用多个固体光源的固体光源阵列。可是，若采用固体光源阵列，则从各固体光源所射出的光的光线轴分别离开，在固体光源阵列整体中，在所射出的激励光的光线束内，产生在对应于各固体光源的光线轴附近亮、在对应于各固体光源间区域的部分暗的光量不均匀。因此，难以进行使荧光体不产生光饱和、且使荧光从荧光体整面射出的有效发光。

于是，为了解决上述问题，本发明的光源装置特征为，具备：包括射出激励光的多个固体光源，将前述激励光射出为平行光线束的光源部；将前述激励光分割为多个子光线束的透镜阵列；使分割为前述多个子光线束的前述激励光进行聚光的聚光光学系统；和通过所聚光的前述激励光激励而发出荧光的发光元件。

根据该构成，则从多个固体光源所射出而具有离散性光强度分布的激励光通过经由透镜阵列与聚光光学系统而在发光元件上进行重叠，可对光强度分布进行平均化。因此，可以将激励光以同样的光强度照射于发光元件整体，容易对光量进行控制以使光饱和不在照射了激励光的区域内产生。从而，能够成为可以容易地对发光效率的下降进行抑制、稳定射出强光的光源装置。

第1，在本发明中，优选：前述聚光光学系统具有：与前述透镜阵列成对的、前述子光线束进行入射的第2透镜阵列，和使从前述第2透镜阵列所射出的前述子光线束在前述发光元件上重叠的重叠光学系统；前述透镜阵列的透镜面与前述发光元件的光照射面通过前述聚光光学系统而处于共轭关系。

根据该构成，则因为多个子光线束在发光元件的光照射面上良好地进行重叠，所以易于使光强度分布平均化，容易对光量进行控制以使发光元件的光饱和不会产生。

在本发明中，优选：构成前述透镜阵列的多个小透镜的俯视形状与前述光照射面的俯视形状为相似形，前述光照射面的俯视面积、与前述激励光在与前述光照射面相同的空间位置对与前述光照射面平行的平面进行照射的照射面积，基本相等。

根据该构成，则因为能够将激励光不浪费地照射于发光元件，所以能够使相对于所投入的激励光的光量的取出荧光量最大化。

在本发明中，优选：前述光源部具有使从前述多个固体光源所射出的前述激励光进行聚光的聚光透镜、和使从前述聚光透镜所射出的前述激励光平行化的平行化透镜；前述平行化透镜在入射面或射出面的任一方，具有旋转二次曲面形状的凹面。

根据该构成，则因为能够使入射于透镜阵列的激励光的平行度提高，所以容易对采用透镜阵列及聚光光学系统后的激励光的平均化按照设计地进行控制，能够容易地对发光效率的下降进行抑制。