光源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光源装置。
【背景技术】
[0002]在该技术领域中，提出了一种光源装置，将从固体光源射出的激励光通过荧光体变换为可见光而高效地发光。在专利文献I中，公开了如下结构:将从光源射出的激励光(蓝色激光)照射到形成了荧光体的圆板(荧光体环)，发出多个荧光(红色光、绿色光)而用作照明光。
[0003]专利文献1:日本特开2011-13313号公报
【发明内容】
[0004]根据专利文献1，将透射了荧光体环的透射部的激励光和在荧光体环中产生了的荧光用作照明光，但两者隔着荧光体环而相互向相反侧射出。因此，存在如下课题:用于将它们合成的光学零件件数增加，光源装置大型化。另外，存在如下课题:发生配置在光学系统中的多个光学零件所致的光学损失，光利用效率(照明光强度)降低。
[0005]本发明的目的在于，提供一种光源装置，使来自荧光体环的扩散激励光和荧光向荧光体环的同一侧射出，通过简单的结构使两个光聚光而成为照明光。
[0006]为了解决上述课题，本发明的优选的方式之一如下所述。
[0007]该光源装置具备:激励光源，产生激励光；荧光体环，具有被来自激励光源的激励光激励而产生荧光的荧光体；以及镜，将来自激励光源的激励光导入到荧光体环，并将来自荧光体环的荧光作为照明光射出，荧光体环还具有使入射的激励光扩散并反射的扩散反射部，上述镜具有:第I区域，使激励光反射并使荧光透射；以及第2区域，使荧光以及扩散反射部扩散并反射了的扩散激励光透射。
[0008]根据本发明，使扩散激励光和荧光从荧光体环向同一侧射出，所以能够不降低照明光强度而实现小型的光源装置。
【附图说明】
[0009]图1是实施例1中的光源装置的结构图。
[0010]图2是示出镜(mirror)4的具体例的图。
[0011]图3是示出镜4的分光特性的一个例子的图。
[0012]图4是示出荧光体环I的具体例的图。
[0013]图5是示出来自荧光体环I的射出光的扩散度的图。
[0014]图6是实施例2中的光源装置的结构图。
[0015]图7是实施例3中的投射型影像显示装置的光学系统的结构图。
[0016]图8是实施例4中的投射型影像显示装置的光学系统的结构图。
[0017](符号说明)
[0018]1:焚光体环；2:焚光体；3:聚光透镜；4:镜；5:激励光源；6:准直透镜；10:激励光；11:照明光(荧光以及扩散激励光)；21:二向色涂层(dichroic coat)区域(第I区域)；22:宽波长透射区域(第2区域)；100:光源装置。
【具体实施方式】
[0019]以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
[0020]实施例1
[0021]图1是实施例1中的光源装置的结构图。在光源装置100中，作为主要的结构要素，具有激励光源5、镜4、荧光体环I。在激励光源5中，配置I个以上的激光发光元件等固体发光元件，作为激励光，例如射出蓝色激光。从激励光源5射出的激励光10 (用实线表示)通过准直透镜6成为大致平行光，入射到镜4。
[0022]镜4由2个区域构成。第I区域是具有使激励光(蓝色)的波长域反射、并使荧光的波长域(红色、黄色、绿色)透射的特性的二向色涂层区域21。第2区域是使激励光和荧光这两方的波长域透射的宽波长透射区域22。第I区域设为比第2区域的面积窄。通过图2说明镜4的具体例。从激励光源5入射的激励光10被镜4的二向色涂层区域21反射，并被聚光透镜3聚光，入射到焚光体环I。
[0023]在可旋转的荧光体环I中，形成有被激励光10激励而发出规定颜色的荧光的荧光体2。例如，为了发出红色、黄色、绿色这3色的荧光，将圆板面在圆周方向上分割为多个区域并在各区域中形成红色、黄色、绿色的各荧光体。进而，在圆板面中设置使激励光10扩散并反射的扩散反射部。通过图4说明荧光体环I的具体例。如果接受激励光10，则从荧光体环I的各荧光体2产生红色、黄色、绿色这3色的荧光，并从扩散反射部产生扩散了的扩散激励光，都通过聚光透镜3而成为大致平行光并入射到镜4。
[0024]入射到镜4的荧光在镜4内的二向色涂层区域21以及宽波长透射区域22中的任意一个区域中都发生透射。另一方面，入射到镜4的扩散激励光在二向色涂层区域21中发生反射，而在宽波长透射区域22中发生透射。其结果，荧光的全部和扩散激励光的大部分成为照明光11而向附图下方射出。
[0025]通过该结构，在荧光体环I中产生了的荧光和扩散激励光都从荧光体环I向同一侧(附图下方)射出，其大部分透射镜4而成为照明光。因此，无需设置用于合成两者的多余的光学系统，能够实现装置的小型化。
[0026]图2是示出镜4的2个具体例的图。
[0027]在图2(a)中，将作为第I区域的二向色涂层区域21(斜线部)分割为黑白相间的方格花纹而设置在镜4a的入射面的中央部，其他部分设为作为第2区域的宽波长透射区域22(白色部)。在二向色涂层区域21中，具有使激励光(蓝色)的波长域反射并使荧光的波长域(红色、黄色、绿色)透射的性质。在宽波长透射区域22中，使激励光和荧光这两方的波长域透射。与来自激励光源5的激励光10的入射光点25(黑色)的数量、形状以及位置匹配地决定二向色涂层区域21的分割数、各尺寸以及配置。因此，来自激励光源5的激励光10全部朝向荧光体环I。
[0028]另一方面，在焚光体环I中产生了的焚光和扩散激励光扩大为光点26(虚线)而入射到镜4a的入射面。其中，关于荧光，光点26内的全部发生透射而成为照明光。另一方面，关于扩散激励光，入射到二向色涂层区域21的一部分的光不发生透射而成为照明光的损失部分，但入射到大面积的宽波长透射区域22的大部分的扩散激励光发生透射而成为照明光。
[0029]在图2(b)中，在镜4b的入射面的中心部，按照长方形(或者正方形)状来设置二向色涂层区域21 (斜线部)，其他部分成为宽波长透射区域22 (白色部)。在该情况下，来自激励光源5的激励光10的入射光点25 (黑色)小，能够将所有光点25收纳到I个二向色涂层区域21。相比于图2(a)，能够使二向色涂层区域21的面积更小，所以二向色涂层区域21所致的照明光的损失部分变得更少。
[0030]二向色涂层区域21中的照明光的损失依赖于二向色涂层区域21的面积。根据仿真，通过将二向色涂层区域21的面积缩减为入射光点26的例如3%以下，能够抑制为与专利文献I的情况同样的损失。
[0031]这样，在本实施例的镜4a、4b中，通过在宽波长透射区域22中选择性地设置二向色涂层区域21，能够使来自激励光源5的激励光10反射而导入到荧光体环1，并且使来自荧光体环I的扩散激励光透射而成为照明光。
[0032]图3是不出镜4的分光特性的一个例子的图，横轴表不波长，纵轴表不透射率。在二向色涂层区域21中，不透射蓝色的波长域(约420?470nm)，而透射比其大的波长域(红色、黄色、绿色)。能够使用电介体多层膜(1102、5102等)来实现这样的分光特性。
[0033]图4是示出荧光体环I的具体例的图。荧光体环I在圆周方向上分割为例如4个分段，在各分段中涂覆红色荧光体31、黄色荧光体32、绿色荧光体33作为荧光体2，剩余的分段设为对反射镜施加了扩散功能的扩散反射部34。在各荧光体31、32、33中，接受激励光10而分别发出红色、黄色、绿色的荧光。通过银蒸镀等使荧光体环I的基材成为镜面反射，并在其上粘贴耐热性高的透射扩散板、或在反射面上涂覆扩散材料(膏等)，从而能够实现扩散反射部34的扩散功能。在该情况下，扩散板(扩散材料)成为激励光往返通过2次的光路，所以考虑该情形来决定扩散度即可。或者，也可以对反射面自身的表面实施细微的凹凸，使具有与反射同时进行扩散的功能。通过这样使在扩散反射部34中反射的激励光发生扩散，具有去除激光中的斑点噪声的效果。另外，通过荧光体环I旋转，去除斑点噪声的效果进一步变大。
[0034]图5是示出来自荧光体环I的出射光的扩散度的图。首先，来自荧光体环I的荧光体2(31、32、33)的荧光全方位地大致均匀地发光，在荧光体的背面形成了的镜面中被反射，结果，向聚光透镜3侧半球状地射出。其中，入射到聚光透镜3的有效范围的部分到达镜4，被用作照明光11。
[0035]另一方面，来自荧光体环I的扩散反射部34的扩散激励光向聚光透镜3侧半球状地射出，其扩散度(扩散角Θ )可以通过扩散板的材料、加工等来调整。此时，如果使射出的扩散激励光的扩散角Θ过大，则漏出至聚光透镜3的有效范围的外侧而光利用效率降低。相反地，如果使扩散角Θ过小，则仅通过聚光透镜3的有效范围的中心部。其结果，入射到镜4的二向色涂层区域21的扩散激励光的比例相对地变大，作为照明光的损失部分增加。因此，优选调整扩散角Θ，以使来自扩散反射部34的扩散激励光扩散为大致聚光透镜3的有效区域的大小而入射。
[0036]另外，激励光的颜色和荧光体的颜色的组合、分段数、分段的形状(角度)不限于上述例子，根据所要求的照明光的规格来适宜变更地使用即可。例如，还能够在从激励光源产生蓝色激光的同时从荧光体环去除黄色荧光体而产生红色以及绿色的荧光、或者作为荧光体追加青色、品红色等其他颜色。
[0037]实施例2
[0038]在实施例2中，叙述变更了荧光体环I和激励光源5的位置关系的情况。
[0039]图6是实施例2中的光源装置的结构图。光源装置100’的基本结构与实施例1 (图1)相同，但在如下点不同:将激励光源5配置于附图下方，使用使镜4的透射/反射特性反转了的镜4’，向附图左方射出照明光。S卩，镜4’是图2所示的结构，但二向色涂层区域21具有使激励光(蓝色)的波长域透射并使荧光的波长域(红色、黄色、绿色)反射的特性，宽波长反射区域22具有使激励光和荧光这两方的波长域反射的特性。另外，在二向色涂层区域21中，使图3所示的分光特性的纵轴反转、即将纵轴从透射率置换为反射率。