(57)【要約】  光の利用効率が高い光源ユニットを提供する。  本発明の光源ユニット（１１０）は、発光手段（１）と、波長変換手段（２）と、第１の波長選択手段（４）とを含み、発光手段（１）は、第１の波長帯域の光（３０）を出射し、かつ、入射した光を反射して出射する発光面（４１）を有し、波長変換手段（２）は、第１の波長帯域の光（３０）が入射すると、第１の波長帯域の光（３０）が入射した側と同じ側に第２の波長帯域の光（３１）を出射し、かつ、再度入射した第２の波長帯域の光（３１）を反射して出射する入出射面（４２）を有し、第１の波長選択手段（４）は、第１の波長帯域の光（３０）を反射し、第２の波長帯域の光（３１）を透過させる第１の反射面（４４ａ）を有し、発光手段（１）及び第１の波長選択手段（４）は、発光手段（１）の発光面（４１）から出射した第１の波長帯域の光（３０）、第１の波長選択手段（４）の第１の反射面（４４ａ）で反射した第１の波長帯域の光（３０）、及び、発光手段（１）の発光面（４１）に入射し反射した第１の波長帯域の光（３０）が、波長変換手段（２）の入出射面（４２）に入射されるように配置される。
2013186954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光手段と、波長変換手段と、第１の波長選択手段とを含み、
前記発光手段は、第１の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した光を反射して出射する発光面を有し、
前記波長変換手段は、前記第１の波長帯域の光が入射すると、前記第１の波長帯域の光が入射した側と同じ側に第２の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した前記第２の波長帯域の光を反射して出射する入出射面を有し、
前記第１の波長選択手段は、前記第１の波長帯域の光を反射し、前記第２の波長帯域の光を透過させる第１の反射面を有し、
前記発光手段及び前記第１の波長選択手段は、前記発光手段の前記発光面から出射した前記第１の波長帯域の光、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射した前記第１の波長帯域の光、及び、前記発光手段の前記発光面に入射し反射した前記第１の波長帯域の光が、前記波長変換手段の前記入出射面に入射されるように配置される、光源ユニット。
【請求項２】
発光手段と、波長変換手段と、第１の波長選択手段と、第２の波長選択手段とを含み、
前記発光手段は、第１の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した光を反射して出射する発光面を有し、
前記波長変換手段は、前記第１の波長帯域の光が入射すると、前記第１の波長帯域の光が入射した側と同じ側に第２の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した前記第２の波長帯域の光を反射して出射する入出射面を有し、
前記第１の波長選択手段は、前記第１の波長帯域の光を反射し、前記第２の波長帯域の光を透過させる第１の反射面を有し、
前記第２の波長選択手段は、前記第２の波長帯域の光を反射し、前記第１の波長帯域の光を透過させる第２の反射面を有し、
前記発光手段、前記第１の波長選択手段及び前記第２の波長選択手段は、前記発光手段の前記発光面から出射した前記第１の波長帯域の光、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射した前記第１の波長帯域の光、前記第２の波長選択手段の前記第２の反射面を透過した前記第１の波長帯域の光、及び、前記発光手段の前記発光面に入射し反射した前記第１の波長帯域の光が、前記波長変換手段の前記入出射面に入射されるように配置される、光源ユニット。
【請求項３】
さらに、反射手段を含み、
前記反射手段は、前記第１の波長帯域の光及び前記第２の波長帯域の光を反射する第３の反射面を有し、
前記反射手段は、前記発光手段、前記波長変換手段及び前記第１の波長選択手段の三つの手段の少なくとも一つの手段の一部又は前記三つの手段とは別の独立した手段である、請求項１又は２記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記光源ユニットは、内部空間を有し、
前記内部空間の内面形状は、柱状であり、
前記内面形状の底面に、前記発光手段の前記発光面が配置され、
前記内面形状の上面に、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面が配置され、
前記内面形状の側面の全部又は一部は、前記波長変換手段の前記入出射面である、請求項１から３のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項５】
さらに、反射手段を含み、
前記内面形状の側面の一部は、前記反射手段である、請求項４記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記光源ユニットは、内部空間を有し、
前記内部空間の断面形状は、三角形状であり、
前記断面形状の底辺に位置するように、前記発光手段の前記発光面が配置され、
前記断面形状の残り二辺に位置するように、前記波長変換手段の前記入出射面及び前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面がそれぞれ配置され、
前記波長変換手段の前記入出射面及び前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面の両側部に、２つの前記反射手段の前記第３の反射面が配置されている、請求項３記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記波長変換手段の前記入出射面は、曲面である、請求項６記載の光源ユニット。
【請求項８】
さらに、第１の導光手段を含み、
前記第１の導光手段は、前記光源ユニットの内部空間の内面形状の側面と同一形状の筒状であり、
前記第１の導光手段は、前記第１の波長帯域の光及び前記第２の波長帯域の光を反射する第４の反射面を有し、
前記内面形状において、前記第１の導光手段の前記第４の反射面を介して、上面に前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面が配置されている、請求項４記載の光源ユニット。
【請求項９】
さらに、第２の導光手段を含み、
前記第２の導光手段は、光を透過可能な媒体で形成され、
前記媒体の屈折率及び前記媒体と接する界面の雰囲気の屈折率は、異なっており、
前記界面は、前記媒体の内部を透過する光を反射可能であり、
前記光源ユニットの内部空間の内面形状において、前記第２の導光手段を介して、上面に前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面が配置されている、請求項４記載の光源ユニット。
【請求項１０】
さらに、放熱手段を含み、
前記放熱手段は、前記波長変換手段の前記入出射面と反対側の面上に配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１１】
さらに、偏光子を含み、
前記偏光子は、前記第１の波長選択手段の前記第１の波長帯域の光が入射する側とは反対の側に配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１２】
前記波長変換手段は、蛍光体を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の光源ユニットを含む、投射型表示装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の光源ユニットを含む、照明器具。
【請求項１５】
発光手段と、波長変換手段と、第１の波長選択手段とを含み、
前記発光手段は、第１の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した光を反射して出射する発光面を有し、
前記波長変換手段は、前記第１の波長帯域の光が入射すると、前記第１の波長帯域の光が入射した側と同じ側に反射光として第２の波長帯域の光を出射し、かつ、再度入射した前記第２の波長帯域の光を反射して出射する入出射面を有し、
前記第１の波長選択手段は、前記第１の波長帯域の光を反射し、前記第２の波長帯域の光を透過させる第１の反射面を有する光源ユニットを用い、
前記発光手段の前記発光面から前記第１の波長帯域の光を出射する第１の光出射工程と、
前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面に入射した前記発光手段の前記発光面から出射された前記第１の波長帯域の光を、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射する第１の反射工程と、
前記発光手段の前記発光面に再度入射した前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射された前記第１の波長帯域の光を、前記発光手段の前記発光面で反射する第２の反射工程と、
前記波長変換手段の前記入出射面に入射した前記発光手段の前記発光面から出射された前記第１の波長帯域の光、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射された前記第１の波長帯域の光及び前記発光手段の前記発光面で反射された前記第１の波長帯域の光を波長変換し、前記波長変換手段の前記入出射面から反射光として前記第２の波長帯域の光を出射する第２の光出射工程と、
前記発光手段の前記発光面に入射した前記第２の波長帯域の光を、前記発光手段の発光面で反射する第３の反射工程と、
前記波長変換手段の前記入出射面に再度入射した前記第２の波長帯域の光を、前記波長変換手段の前記入出射面で反射する第４の反射工程と、
前記第１の波長選択手段に入射した前記波長変換手段の前記入出射面から出射された前記第２の波長帯域の光、前記発光手段の前記発光面で反射された前記第２の波長帯域の光及び前記波長変換手段の前記入出射面で反射された前記第２の波長帯域の光を、前記第１の波長選択手段の前記第１の波長帯域の光が入射する側とは反対の側から出射する第３の光出射工程とを含む、光出射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニット、投射型表示装置、照明器具及び光出射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の投射型表示装置及び照明器具等では、高輝度かつ低消費電力で、長寿命の光源ユニットが求められている。現在、この要求を満たす光源ユニットとして、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は半導体レーザ（ＬＤ）を用いたものが提案されている。ＬＥＤ及びＬＤは、半導体によって作製され、ＩｎＧａＮ系の半導体材料を用いることで青色の光を発生させることができ、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料を用いることで赤色の光を発生させることができることが知られている。しかし、ＩｎＧａＮ系及びＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料を用いたＬＥＤ又はＬＤは、緑色の光の発光効率が低い、グリーンギャップと呼ばれる課題を有している。この課題を解決する方法として、ＬＥＤ又はＬＤと、蛍光体とを組み合わせた光源ユニットが提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１には、蛍光体の自己発熱を抑制した、高出力の光源ユニットが記載されている。この光源ユニットは、発光手段と、前記発光手段からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体を含む波長変換手段とを備え、さらに前記波長変換手段と接する放熱手段を有する。この光源ユニットによれば、前記波長変換手段と接する放熱手段により、蛍光体の温度上昇を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９４１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の光源ユニットには、光漏れが生じ、光の利用効率が低いという問題があった。【０００６】
本発明の目的は、光の利用効率が高い光源ユニット、投射型表示装置、照明器具及び光出射方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の光源ユニットは、
発光手段と、波長変換手段と、第１の波長選択手段とを含み、
前記発光手段は、第１の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した光を反射して出射する発光面を有し、
前記波長変換手段は、前記第１の波長帯域の光が入射すると、前記第１の波長帯域の光が入射した側と同じ側に第２の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した前記第２の波長帯域の光を反射して出射する入出射面を有し、
前記第１の波長選択手段は、前記第１の波長帯域の光を反射し、前記第２の波長帯域の光を透過させる第１の反射面を有し、
前記発光手段及び前記第１の波長選択手段は、前記発光手段の前記発光面から出射した前記第１の波長帯域の光、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射した前記第１の波長帯域の光、及び、前記発光手段の前記発光面に入射し反射した前記第１の波長帯域の光が、前記波長変換手段の前記入出射面に入射されるように配置される。【０００８】
また、本発明の光源ユニットは、
発光手段と、波長変換手段と、第１の波長選択手段と、第２の波長選択手段とを含み、
前記発光手段は、第１の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した光を反射して出射する発光面を有し、
前記波長変換手段は、前記第１の波長帯域の光が入射すると、前記第１の波長帯域の光が入射した側と同じ側に第２の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した前記第２の波長帯域の光を反射して出射する入出射面を有し、
前記第１の波長選択手段は、前記第１の波長帯域の光を反射し、前記第２の波長帯域の光を透過させる第１の反射面を有し、
前記第２の波長選択手段は、前記第２の波長帯域の光を反射し、前記第１の波長帯域の光を透過させる第２の反射面を有し、
前記発光手段、前記第１の波長選択手段及び前記第２の波長選択手段は、前記発光手段の前記発光面から出射した前記第１の波長帯域の光、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射した前記第１の波長帯域の光、前記第２の波長選択手段の前記第２の反射面を透過した前記第１の波長帯域の光、及び、前記発光手段の前記発光面に入射し反射した前記第１の波長帯域の光が、前記波長変換手段の前記入出射面に入射されるように配置される。【０００９】
本発明の投射型表示装置は、前記本発明の光源ユニットを含む。【００１０】
本発明の照明器具は、前記本発明の光源ユニットを含む。【００１１】
本発明の光出射方法は、
発光手段と、波長変換手段と、第１の波長選択手段とを含み、
前記発光手段は、第１の波長帯域の光を出射し、かつ、入射した光を反射して出射する発光面を有し、
前記波長変換手段は、前記第１の波長帯域の光が入射すると、前記第１の波長帯域の光が入射した側と同じ側に反射光として第２の波長帯域の光を出射し、かつ、再度入射した前記第２の波長帯域の光を反射して出射する入出射面を有し、
前記第１の波長選択手段は、前記第１の波長帯域の光を反射し、前記第２の波長帯域の光を透過させる第１の反射面を有する光源ユニットを用い、
前記発光手段の前記発光面から前記第１の波長帯域の光を出射する第１の光出射工程と、
前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面に入射した前記発光手段の前記発光面から出射された前記第１の波長帯域の光を、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射する第１の反射工程と、
前記発光手段の前記発光面に再度入射した前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射された前記第１の波長帯域の光を、前記発光手段の前記発光面で反射する第２の反射工程と、
前記波長変換手段の前記入出射面に入射した前記発光手段の前記発光面から出射された前記第１の波長帯域の光、前記第１の波長選択手段の前記第１の反射面で反射された前記第１の波長帯域の光及び前記発光手段の前記発光面で反射された前記第１の波長帯域の光を波長変換し、前記波長変換手段の前記入出射面から反射光として前記第２の波長帯域の光を出射する第２の光出射工程と、
前記発光手段の前記発光面に入射した第２の波長帯域の光を、前記発光手段の前記発光面で反射する第３の反射工程と、
前記波長変換手段の前記入出射面に再度入射した前記第２の波長帯域の光を、前記波長変換手段の前記入出射面で反射する第４の反射工程と、
前記第１の波長選択手段に入射した前記波長変換手段の前記入出射面から出射された前記第２の波長帯域の光、前記発光手段の前記発光面で反射された前記第２の波長帯域の光及び前記波長変換手段の前記入出射面で反射された前記第２の波長帯域の光を、前記第１の波長選択手段の前記第１の波長帯域の光が入射する側とは反対の側から出射する第３の光出射工程とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光の利用効率が高い光源ユニット、投射型表示装置、照明器具及び光出射方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態１の光源ユニットを示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１の光源ユニットを示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態２の光源ユニットを示す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態２の光源ユニットを示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態３の光源ユニットを示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態４の光源ユニットを示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態５の光源ユニットを示す斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す実施形態５の光源ユニットのＩ−Ｉ方向に見た断面図である。
【図９】図９は、実施形態６の光源ユニットを示す断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態７の光源ユニットを示す断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態８の光源ユニットを示す断面図である。
【図１２】図１２は、実施形態９の光源ユニットを示す断面図である。
【図１３】図１３は、実施形態１０の光源ユニットを示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施形態１１の光源ユニットを示す断面図である。
【図１５】図１５は、実施形態１２の光源ユニットを示す断面図である。
【図１６】図１６は、実施形態１３の光源ユニットを示す断面図である。
【図１７】図１７は、実施形態１４の光源ユニットを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の光源ユニットについて、例を挙げて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。なお、以下の図において、同一部分には、同一符号を付している。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なる場合がある。
【００１５】
［実施形態１］
図１は、本実施形態の光源ユニットを示す斜視図である。図２は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の光源ユニット１１０は、発光手段１と、４つの波長変換手段２と、第１の波長選択手段４とを主要な構成要素として含む。本例において、発光手段１、４つの波長変換手段２及び第１の波長選択手段４の断面形状は、いずれも矩形である。本実施形態の光源ユニット１１０は、内部空間を有し、前記内部空間の内面形状は柱状であり、前記内面形状の底面に発光手段１の発光面４１が配置され、前記内面形状の上面に第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａが配置され、前記内面形状の側面の全部が、波長変換手段２の入出射面４２である。本発明において、光源ユニットの向きに制限はなく、例えば、図１及び図２に示したのと上下を反転させても（発光手段１を上に、第１の波長選択手段４を下にしても）よいし、９０度回転させても（発光手段１及び第１の波長選択手段４を側部に配置しても）よい。これについては、後述の実施形態２〜１４においても同様である。なお、便宜上、本発明においては、発光手段１の発光面４１を底面と、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａを上面と記載する。
【００１６】
発光手段１は、第１の波長帯域の光３０を出射し、かつ、入射した光を反射して出射する発光面４１を有する。発光手段１としては、例えば、ＬＥＤ又はＬＤ等の面発光型の固体光源、又は光源及び導光板からなる面発光デバイス等を用いることができる。第１の波長帯域の光３０は、例えば、所望の色（例えば、赤、緑、青等）の波長帯域の光とすればよく、好ましくは、青色の波長帯域の光である。
【００１７】
波長変換手段２は、第１の波長帯域の光３０が入射すると、第１の波長帯域の光３０が入射した側と同じ側に第２の波長帯域の光３１を出射し、かつ、入射した第２の波長帯域の光３１を反射して出射する入出射面４２を有する。第２の波長帯域の光３１は、第１の波長帯域の光３０と異なる波長帯域の光であればいかなる光であってもよく、好ましくは、緑色の波長帯域の光である。波長変換手段２は、第１の波長帯域の光３０を吸収し、第２の波長帯域の光３１を出射する蛍光体を含むことが好ましい。波長変換手段２は、例えば、前記蛍光体を樹脂等の結着剤で固着させることで製造することができる。前記蛍光体としては、例えば、ＹＡｌＯ３：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９：Ｃｅ、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｔｂ２．９５Ｃｅ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９０Ｃｅ０．０５Ｔｂ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９４Ｃｅ０．０５Ｐｒ０．０１Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９０Ｃｅ０．０５Ｐｒ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、（Ｒｅ１−ｘＳｍｘ）３（Ａｌ１−ｙＧａｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ（Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ及びＬａからなる群から選択される少なくとも一種の元素、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１）等のイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体等のアルミニウム・ガーネット系蛍光体；（Ｌｕ１−ａ−ｂＲａＭｂ）３（Ａｌ１−ｃＧａｃ）５Ｏ１２（Ｒは、Ｃｅを必須とする少なくとも１種以上の希土類元素、Ｍは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素、０．０００１≦ａ≦０．５、０≦ｂ≦０．５、０．０００１≦ａ＋ｂ≦１、０≦ｃ≦０．８）等のルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体；Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０Ｅｕ，Ｐｒ、ＢａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＭｇＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＺｎＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｂａ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＭｇＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＺｎＧｅ７Ｎ１０：ＥｕＣｅ、Ｓｒ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｍｇ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｔｂ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｃｅ等の窒化物系蛍光体；ＬｘＭｙＯｚＮ｛（２／３）ｘ＋（４／３）ｙ−（２／３）ｚ｝：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも一種の元素、Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆからなる群から選択される少なくとも一種の元素、Ｒは、希土類元素、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＝２、４．５≦ｙ≦６、０．０１＜ｚ＜１．５；又はｘ＝１、６．５≦ｙ≦７．５、０．０１＜ｚ＜１．５；又はｘ＝１、１．５≦ｙ≦２．５、１．５≦ｚ≦２．５を満足する）等の酸窒化物系蛍光体；（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋（０＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５）、（２−ｘ−ｙ）ＢａＯ・ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋（０．０１＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５）等のアルカリ土類金属ケイ酸塩蛍光体；Ｍ５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ及びＭｇからなる群から選択される少なくとも一種の元素）、Ｃａ１０（ＰＯ４）６ＣｌＢｒ：Ｍｎ，Ｅｕ等のアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体；ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ等のアルカリ土類金属アルミン酸塩系蛍光体；Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等の希土類酸硫化物蛍光体；等の無機蛍光体があげられる。また、前記蛍光体としては、前述の無機蛍光体に限らず、例えば、有機蛍光体や半導体量子ドット蛍光体等を用いることができる。前記蛍光体は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００１８】
第１の波長選択手段４は、第１の波長帯域の光３０を反射し、第２の波長帯域の光３１を透過させる第１の反射面４４ａと、第１の反射面４４ａと反対側に位置し第２の波長帯域の光３１を透過して出射する第１の出射面４４ｂとを有する。第１の波長選択手段４としては、例えば、誘電体多層膜やホログラフィック素子、フォトニック結晶等を使用した、特定の波長帯域の光を透過させ、それ以外の光を反射する特性を有するものを用いることができる。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態の光源ユニット１１０は、内部空間を有する。前記内部空間の内面形状は、四角柱（直方体）状である。前記内面形状の底面には、発光手段１の発光面４１が配置されている。前記内面形状の上面には、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａが配置されている。前記内面形状の側面には、４つの波長変換手段２の入出射面４２が配置されている。このように、光源ユニット１１０では、発光手段１と第１の波長選択手段４とは、発光手段１の発光面４１から出射した第１の波長帯域の光３０と、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａで反射した第１の波長帯域の光３０と、発光手段１の発光面４１に入射し反射した第１の波長帯域の光３０が、波長変換手段２の入出射面４２に入射されるように配置されている。
【００２０】
つぎに、図２を参照して、本実施形態の光源ユニット１１０を用いた光出射方法について説明する。
【００２１】
まず、発光手段１の発光面４１から第１の波長帯域の光３０を出射する（第１の光出射工程）。
【００２２】
第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａに入射した発光手段１の発光面４１から出射された第１の波長帯域の光３０を、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａで反射する（第１の反射工程）。
【００２３】
発光手段１の発光面４１に再度入射した第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａで反射された第１の波長帯域の光３０を、発光手段１の発光面４１で反射する（第２の反射工程）。
【００２４】
波長変換手段２の入出射面４２に入射した、発光手段１の発光面４１から出射された第１の波長帯域の光３０、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａで反射された第１の波長帯域の光３０及び発光手段１の発光面４１で反射された第１の波長帯域の光３０を波長変換し、波長変換手段２の入出射面４２から反射光として第２の波長帯域の光３１を出射する（第２の光出射工程）。
【００２５】
発光手段１の発光面４１に入射した第２の波長帯域の光３１を、発光手段１の発光面４１で反射する（第３の反射工程）。
【００２６】
波長変換手段２の入出射面４２に再度入射した第２の波長帯域の光３１を、波長変換手段２の入出射面４２で反射する（第４の反射工程）。
【００２７】
第１の波長選択手段４に入射した波長変換手段２の入出射面４２から出射された第２の波長帯域の光３１、発光手段１の発光面４１で反射された第２の波長帯域の光３１及び波長変換手段２の入出射面４２で反射された第２の波長帯域の光３１を、第１の波長選択手段４の第１の波長帯域の光３０が入射する側とは反対の側の第１の出射面４４ｂから出射する（第３の光出射工程）。
【００２８】
本実施形態の光源ユニット１１０を用いた光出射方法において、前記第１の光出射工程及び前記第３の光出射工程を除く各工程の実施順序に制限はなく、同時に行われる工程があってもよい。
【００２９】
本実施形態の光源ユニット１１０によれば、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａに入射した発光手段１の発光面４１から出射された第１の波長帯域の光３０を、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａで反射した後、波長変換手段２の入出射面４２に入射させて第２の波長帯域の光３１に波長変換することが可能であり、光の利用効率が高まる。また、本実施形態の光源ユニット１１０によれば、発光手段１の発光面４１に入射した第２の波長帯域の光３１及び波長変換手段２の入出射面４２に再度入射した第２の波長帯域の光３１を、発光手段１の発光面４１及び波長変換手段２の入出射面４２で反射させた後、漏れなく第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射させることが可能である。さらに、本実施形態の光源ユニット１１０によれば、光の利用効率が高いので、発光手段１の出力を低くすることができる。この結果、波長変換手段２の温度上昇を抑制し、蛍光体の温度消光を生じることなく、第１の波長帯域の光３０を第２の波長帯域の光３１に波長変換することが可能である。
【００３０】
図１及び図２に示す光源ユニット１１０では、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａ及び第１の出射面４４ｂの面積は、発光手段１の発光面４１の面積と同じである。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明において、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａ及び第１の出射面４４ｂの面積は、発光手段１の発光面４１の面積未満であってもよく、発光手段１の発光面４１の面積を超えていてもよい。本発明において、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａ及び第１の出射面４４ｂの面積は、発光手段１の発光面４１の面積以下であることが好ましい。このようにすれば、第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射する第２の波長帯域の光３１のエテンデュを、発光手段１の発光面４１から出射する第１の波長帯域の光３０のエテンデュ以下とすることができる。なお、エテンデュは、発光面積×出射角度で求められる。
【００３１】
本実施形態の光源ユニット１１０を、例えば、プロジェクタに適用する場合、光源ユニット１１０のエテンデュが低いほど、プロジェクタの光学系の光利用効率が向上する。そのため、光源ユニット１１０のエテンデュ（第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射する第２の波長帯域の光３１のエテンデュ）を、発光手段１の発光面４１から出射する第１の波長帯域の光３０のエテンデュ以下とすることにより、プロジェクタの光学系の光利用効率の低下を抑制できる。
【００３２】
図１及び図２に示す光源ユニット１１０において、第１の波長帯域の光３０及び第２の波長帯域の光３１が波長変換手段２を透過するのを抑制するために、波長変換手段２における蛍光体の濃度を高くする、波長変換手段２内に散乱体を混入させる、波長変換手段２の厚さを厚くする等により、波長変換手段２の透過率を低下させてもよい。また、波長変換手段２の入出射面４２と反対側の面に第１の波長帯域の光３０及び第２の波長帯域の光３１に対して反射特性を有する反射層を配置してもよい。これにより、波長変換手段２を透過する光を低減し、光源ユニット１１０における第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射する第２の波長帯域の光３１の光量、すなわち光源ユニット１１０の発光効率を向上させることができる。前記反射層の形成材料としては、例えば、アルミナ、銀、白色のシリコーン樹脂、硫酸バリウム等があげられる。前記反射層は、例えば、誘電体多層膜等を用いてもよい。
【００３３】
図１及び図２に示す光源ユニット１１０において、発光手段１の発光面４１に入射する第１の波長帯域の光３０は、その一部が発光手段１に吸収される。これを抑制するために、波長変換手段２の図１及び図２におけるＺ方向の長さを長くしてもよい。これにより、発光手段１の発光面４１に入射する第１の波長帯域の光３０の光量を低減することができる。
【００３４】
図１及び図２に示す光源ユニット１１０では、発光手段１、４つの波長変換手段２及び第１の波長選択手段４の形状がいずれも矩形であり、光源ユニット１１０の内部空間の内面形状は、四角柱（直方体）状である。ただし、本実施形態の光源ユニットは、これに限定されない。本実施形態の光源ユニットにおいて、光源ユニットの内部空間の内面形状は、底面に発光手段の発光面が配置され、上面に第１の波長選択手段の第１の反射面が配置された柱状であればよく、発光手段及び第１の波長選択手段の形状、並びに波長変換手段の数及び形状を変更することで、円柱状、三角柱状、立方体状、ｎ角柱状（ｎは、５以上の整数）等の任意の柱状とすればよい。
【００３５】
図１及び図２に示す光源ユニット１１０において、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａと第１の出射面４４ｂとは、互いに第１の波長選択手段４において反対側に配置されている。ただし、本発明はこの例には限定されず、例えば、前記第１の波長選択手段において、前記第１の反射面が前記第１の出射面と同じ面に配置され、前記第１の出射面が前記第１の反射面を兼ねていてもよい。
【００３６】
［実施形態２］
図３は、本実施形態の光源ユニットを示す斜視図である。図４は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット１２０は、図１及び図２に示す実施形態１の光源ユニット１１０が、さらに、４つの放熱手段３を備えたものである。図３及び図４に示すように、本実施形態の光源ユニット１２０は、４つの波長変換手段２の各入出射面４２と反対側の面上にそれぞれ配置された４つの放熱手段３を有すること以外は、図１及び図２に示す実施形態１の光源ユニット１１０と同様の構成である。
【００３７】
放熱手段３の形成材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、例えば、銅、アルミニウム等を用いることができる。また、放熱手段３は、ヒートシンク又はヒートパイプ等と接続されていてもよい。
【００３８】
本実施形態の光源ユニット１２０によれば、放熱手段３が、波長変換手段２と広い面積で接しているため、波長変換手段２の温度上昇を更に抑制し、より効率的に第１の波長帯域の光３０を第２の波長帯域の光３１に波長変換することが可能である。
【００３９】
本実施形態の光源ユニット１２０において、第１の波長帯域の光３０及び第２の波長帯域の光３１が波長変換手段２を透過し、放熱手段３に吸収されるのを抑制するために、実施形態１の光源ユニット１１０と同様に、波長変換手段２における蛍光体の濃度を高くする、波長変換手段２内に散乱体を混入させる、波長変換手段２の厚さを厚くする等により、波長変換手段２の透過率を低下させてもよい。また、放熱手段３による第１の波長帯域の光３０及び第２の波長帯域の光３１の吸収を抑制するために、波長変換手段２と放熱手段３との間に、第１の波長帯域の光３０及び第２の波長帯域の光３１に対して反射特性を有する反射層を配置してもよい。これにより、放熱手段３による光の吸収損失を低減し、光源ユニット１２０における第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射する第２の波長帯域の光３１の光量、すなわち光源ユニット１２０の発光効率を向上させることができる。前記反射層の形成材料としては、例えば、アルミナ、銀、白色のシリコーン樹脂、硫酸バリウム等があげられる。前記反射層は、例えば、誘電体多層膜等を用いてもよい。
【００４０】
［実施形態３］
図５は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット１３０は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０が、さらに、第２の波長選択手段５を備えたものである。図５に示すように、本実施形態の光源ユニット１３０は、さらに、発光手段１の発光面４１上に配置された第２の波長選択手段５を含むこと以外は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０と同様の構成である。なお、本実施形態の光源ユニット１３０において、放熱手段３は、任意の構成部材であり、含まれなくともよいが、含むことが好ましく、この点については、実施形態４以降についても同様である。
【００４１】
第２の波長選択手段５は、第２の波長帯域の光３１を反射し、第１の波長帯域の光３０を透過させる第２の反射面４５ａと、第２の反射面４５ａと反対側（図５において、発光手段１側）に第１の波長帯域の光３０を透過して出射する第２の出射面４５ｂとを有する。これにより、第２の波長選択手段５は、第１の波長帯域の光３０を透過するとともに、第２の波長帯域の光３１を反射する。第２の波長選択手段５としては、例えば、誘電体多層膜等を用いることができる。図５に示す光源ユニット１３０において、第２の波長選択手段５の第２の反射面４５ａと第２の出射面４５ｂとは、互いに第２の波長選択手段５において反対側に配置されている。ただし、本発明はこの例には限定されず、例えば、前記第２の波長選択手段において、前記第２の反射面が前記第２の出射面と同じ面に配置され、前記第２の出射面が前記第２の反射面を兼ねていてもよい。
【００４２】
本実施形態の光源ユニット１３０では、発光手段１の発光面４１に入射する第２の波長帯域の光３１が第２の波長選択手段５で反射される。このため、本実施形態によれば、発光手段１による第２の波長帯域の光３１の吸収を抑制し、発光効率のより高い光源ユニットを得ることができる。
【００４３】
本実施形態の光源ユニット１３０と同様に、後述の実施形態４〜９及び１１〜１３の光源ユニットは、第２の波長選択手段５を含んでもよい。
【００４４】
［実施形態４］
図６は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット１４０は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０の波長変換手段２及び放熱手段３の一部が、反射手段７に置き換えられたものである。図６に示すように、本実施形態の光源ユニット１４０は、４組の波長変換手段２及び放熱手段３のうちの１組を反射手段７に置き換えたこと以外は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０と同様の構成である。
【００４５】
反射手段７は、第１の波長帯域の光３０及び第２の波長帯域の光３１を反射する第３の反射面４７を有する。反射手段７の形成材料としては、例えば、アルミナ、銀、白色のシリコーン樹脂、硫酸バリウム等があげられる。反射手段７は、例えば、誘電体多層膜等を用いてもよい。
【００４６】
本実施形態の光源ユニット１４０によれば、４組の波長変換手段２及び放熱手段３のうちの１組を反射手段７に置き換えることで、放熱手段３の数を減らし、光源ユニットの構成を簡略化及び小型化することができる。
【００４７】
図６に示す光源ユニット１４０では、４組の波長変換手段２及び放熱手段３のうちの１組を反射手段７に置き換えている。ただし、本実施形態の光源ユニットは、これに限定されない。本実施形態の光源ユニットにおいて、４組の波長変換手段２及び放熱手段３のうち２組又は３組を反射手段７に置き換えてもよい。少なくとも１つの波長変換手段２があれば、発光手段１の発光面４１から出射した第１の波長帯域の光３０を、第２の波長帯域の光３１に波長変換して、第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射することが可能である。
【００４８】
［実施形態５］
図７は、本実施形態の光源ユニットを示す斜視図である。図８は、図７に示す本実施形態の光源ユニットのＩ−Ｉ方向に見た断面図である。本実施形態の光源ユニット１４１は、内部空間の断面形状が三角形状のものである。図７及び図８に示すように、本実施形態の光源ユニット１４１は、内部空間を有し、前記内部空間の断面形状は、三角形状であり、前記断面形状の底辺に位置するように、発光手段１の発光面４１が配置され、前記断面形状の残りの二辺に位置するように、波長変換手段２の入出射面４２及び第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａがそれぞれ配置され、波長変換手段２の入出射面４２及び第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａの両側部に、２つの反射手段７の第３の反射面４７（図８には図示なし）が配置されている。
【００４９】
本実施形態の光源ユニット１４１によれば、発光手段１と波長変換手段２とが向かい合うように配置されているため、図６に示す実施形態４の光源ユニット１４０に比べ、発光手段１の発光面４１に入射する第１の波長帯域の光３０が減少する。このため、本実施形態によれば、発光手段１による第１の波長帯域の光３０の吸収を抑制し、発光効率のより高い光源ユニットを得ることができる。
【００５０】
［実施形態６］
図９は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット１４２は、図７及び図８に示す実施形態５の光源ユニット１４１の波長変換手段２の入出射面４２が曲面であるものである。図９に示すように、本実施形態の光源ユニット１４２は、波長変換手段２の入出射面４２が曲面であること以外は、図７及び図８に示す実施形態５の光源ユニット１４１と同様の構成である。
【００５１】
本実施形態の光源ユニット１４２によれば、波長変換手段２の入出射面４２を曲面とすることで、入出射面４２の面積を広くすることができる。これにより、入出射面４２の単位面積当たりの第１の波長帯域の光３０の入射光量を減少させ、波長変換手段２の温度上昇を抑制することができる。
【００５２】
［実施形態７］
図１０は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。なお、図１０においては、便宜上、図１〜９を右方向に９０度回転させた状態を示しており、発光手段１が左方に、第１の波長選択手段４が右方に位置している。本実施形態の光源ユニット１５０は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０が、さらに、第１の導光手段２７を備えたものである。図１０に示すように、本実施形態の光源ユニット１５０は、さらに、第１の導光手段２７を含むこと以外は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０と同様の構成である。第１の導光手段２７は、前記光源ユニットの内部空間の内面形状の側面と同一形状の筒状である。また、第１の導光手段２７は、第１の波長帯域の光３０及び第２の波長帯域の光３１を反射する第４の反射面５７を有する。本実施形態の光源ユニット１５０では、前記内面形状において、第１の導光手段２７の第４の反射面５７を介して、上面（図１０においては右側面）に第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａが配置されている。
【００５３】
本実施形態の光源ユニット１５０において、第１の導光手段２７は、第２の波長帯域の光３１に対して、ライトパイプとして動作する。すなわち、波長変換手段２の入出射面４２から出射した第２の波長帯域の光３１は、第１の導光手段２７の第４の反射面５７で鏡面反射を繰り返し、第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射される。これにより、第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射される第２の波長帯域の光３１は、強度分布がより均一化される。
【００５４】
本実施形態の光源ユニット１５０を、例えば、プロジェクタに適用すれば、光源ユニット１５０から出射される第２の波長帯域の光３１の強度分布が均一化されているため、プロジェクタからスクリーン等に光を投射した場合、スクリーン上での照度ムラを抑制することができる。
【００５５】
［実施形態８］
図１１は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。なお、図１１においては、図１０と同様に、便宜上、図１〜９を右方向に９０度回転させた状態を示しており、発光手段１が左方に、第１の波長選択手段４が右方に位置している。本実施形態の光源ユニット１６０は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０が、さらに、第２の導光手段３７を備えたものである。図１１に示すように、本実施形態の光源ユニット１６０は、さらに、第２の導光手段３７を含むこと以外は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０と同様の構成である。本実施形態の光源ユニット１６０では、前記光源ユニットの内部空間の内面形状において、第２の導光手段３７を介して、上面（図１１では右側面）に第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａが配置されている。第２の導光手段３７の口径は、発光手段１の発光面４１から第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａに向けて広がっている。
【００５６】
第２の導光手段３７は、光を透過可能な媒体（例えば、ガラス、樹脂等）で形成されている。前記媒体の屈折率は、前記媒体と接する界面の雰囲気（例えば、空気等）の屈折率と異なっている。これにより、前記界面は、前記媒体の内部を透過する光を反射可能であり、第２の導光手段３７には、入射した光の一部を反射する第５の反射面１５が形成される。第２の導光手段３７の第５の反射面１５は、例えば、第２の導光手段３７が周囲の雰囲気（例えば、空気等）に対して屈折率が高く、第５の反射面１５に入射した光の一部が、第５の反射面１５でフレネル反射又は全反射するようにしてもよい。
【００５７】
第２の導光手段３７は、４つの波長変換手段２側に入射面１３を、第１の波長選択手段４側に出射面１４を有する。入射面１３及び出射面１４は、第１の波長帯域の光３０及び第２の波長帯域の光３１を透過する。入射面１３及び出射面１４としては、例えば、誘電体多層膜や微細構造等により、界面での光の反射を抑制する構成を用いることができる。
【００５８】
第２の導光手段３７は、第２の波長帯域の光３１に対してロッドインテグレータとして動作する。すなわち、波長変換手段２の入出射面４２から出射した第２の波長帯域の光３１は、第２の導光手段３７の第５の反射面１５で鏡面反射を繰り返し、第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射される。これにより、第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂから出射される第２の波長帯域の光３１は、強度分布がより均一化される。
【００５９】
図１１に示す光源ユニット１６０では、第２の導光手段３７の口径は、入射面１３から出射面１４に向けて広がっている。ただし、本実施形態の光源ユニットは、これに限定されない。本実施形態の光源ユニットにおいて、第２の導光手段の口径は、入射面から出射面に向けて一定としてもよいし、入射面から出射面に向けて狭まっていてもよい。なお、図１１に示す光源ユニット１６０では、第２の導光手段３７の入射面１３の面積に対し、第２の導光手段３７の出射面１４並びに第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａ及び第１の出射面４４ｂの面積が広くなるが、第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂからの出射光は、第２の導光手段３７の入射面１３に入射する光よりも、出射角度は狭まる。これは、テーパのついた第２の導光手段３７の第５の反射面１５で光が反射する際に、光の出射角度が狭くなるためである。この結果、光源ユニット１６０のエテンデュは、増加しない。
【００６０】
本実施形態の光源ユニット１６０を、例えば、プロジェクタに適用すれば、光源ユニット１６０から出射される第２の波長帯域の光３１の強度分布が均一化されているため、プロジェクタからスクリーン等に光を投射した場合、スクリーン上での照度ムラを抑制することができる。
【００６１】
図１１に示すとおり、本実施形態の光源ユニット１６０では、第２の導光手段３７の出射面１４と第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａとの間に、数百μｍ程度の僅かな隙間（空気層）があってもよい。光漏れを防止するために、この隙間の両端部（図１１における上端部及び下端部）に前記反射手段を配置してもよい。
【００６２】
また、第２の導光手段３７の出射面１４と第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａとが密着していてもよい。また、第２の導光手段３７の出射面１４が第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａを兼ねていてもよい。
【００６３】
図１１に示す光源ユニット１６０では、第１の波長選択手段４は、第２の導光手段３７の出射面１４側に配置されている。ただし、本実施形態の光源ユニットは、これに限定されない。本実施形態の光源ユニットにおいて、第１の波長選択手段４は、第２の導光手段３７の入射面１３側に配置してもよい。ただし、第１の波長選択手段４に角度依存性がある場合には、第１の波長選択手段４は、図１１に示すとおり、第２の導光手段３７の出射面１４側に配置することが好ましい。
【００６４】
［実施形態９］
図１２は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット１７０は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０が、さらに、偏光子１６を備えたものである。図１２に示すように、本実施形態の光源ユニット１７０は、さらに、第１の波長選択手段４の第１の出射面４４ｂ上に配置された偏光子１６を含むこと以外は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０と同様の構成である。
【００６５】
偏光子１６は透過軸を有しており、前記透過軸と平行な方向の偏光方向の光を透過させ、前記透過軸と直交する方向の偏光方向の光を反射する反射型偏光子である。偏光子１６としては、例えば、ワイヤグリッド偏光子や、有機材料を用いた多層膜等を用いることができる。
【００６６】
偏光子１６に入射した第２の波長帯域の光３１のうち、前記透過軸と平行な偏光成分を有する第２の波長帯域の光３１は、偏光子１６を透過し、前記透過軸と直交する方向と平行な偏光成分を有する第２の波長帯域の光３１は、偏光子１６で反射される。偏光子１６で反射された第２の波長帯域の光３１は、第１の波長選択手段４を透過して光源ユニット１７０の前記内部空間に戻される。内部空間に戻された光３１は、内部空間内で複数回反射されて偏光方向が変換された後、再度偏光子１６に入射する。これにより、光源ユニット１７０から出射される第２の波長帯域の光３１を、偏光子１６の透過軸と平行な偏光成分を有する直線偏光とすることができ、また、偏光子１６と内部空間との間で、反射を繰り返すことにより、偏光子１６を透過する光３１の光量を増加できる。
【００６７】
本実施形態の光源ユニット１７０を、例えば、透過した光を空間的に変調する表示素子として液晶パネルを用いたプロジェクタに適用すれば、プロジェクタの光利用効率を向上させ、プロジェクタからの出射光量を向上させることができる。液晶パネルは、偏光依存性を有しており、特定の方向の偏光成分の光のみを空間的に変調し、前記特定の方向と直交する方向の偏光成分の光は変調されない。このため、前記特定の方向と直交する方向の偏光成分の光は、前述の液晶パネルを用いたプロジェクタでは使用することができない。一方、本実施形態の光源ユニット１７０から出射する光は、特定の方向の偏光成分を有する直線偏光であり、かつ偏光子１６と内部空間との間で、反射を繰り返すことで前記特定の方向の偏光成分の光の割合が高いため、前述のような、光学系で使用されない光の量を低減でき、プロジェクタからの出射光量を向上させることができる。
【００６８】
本実施形態の光源ユニット１７０と同様に、前述の実施形態１及び３〜８並びに後述の実施形態１０〜１４の光源ユニットは、偏光子１６を含んでもよい。
【００６９】
［実施形態１０］
図１３は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット１８０は、発光手段１としてＬＥＤを用いたものの一例である。図１３に示すとおり、本実施形態の光源ユニット１８０は、基板１７と、基板１７上に配置された発光手段（本例では、ＬＥＤ）１と、ＬＥＤ１の発光面４１上部に配置された第２の波長選択手段５と、基板１７と第２の波長選択手段５との間に配置された４つの反射手段７と、第２の波長選択手段５のＬＥＤ１とは反対側に配置された４つの波長変換手段２と、４つの波長変換手段２の各入出射面４２と反対側の面及び基板１７に接する４つの断面Ｌ字状の放熱手段３と、４つの波長変換手段２及び４つの放熱手段３の上部に配置された第１の波長選択手段４とを、主要な構成部材として含む。
【００７０】
基板１７は、図示しない電源装置と電気的に接続されている。また、ＬＥＤ１はボンディングワイヤ２４を介して基板１７と電気的に接続されている。
【００７１】
反射手段７は、ＬＥＤ１を取り囲むように配置されている。また、反射手段７は、基板１７と第２の波長選択手段５とを固定する役割を有してもよい。
【００７２】
基板１７と４つの放熱手段３とは、接着剤等により機械的に接続されている。また、第２の波長選択手段５と４つの反射手段７、及び第１の波長選択手段４と４つの放熱手段３も、接着剤等により機械的に接続されている。このとき、図１３に示すように、第２の波長選択手段５及び第１の波長選択手段４の大きさを４つの波長変換手段２の内側部分を塞ぐのに必要な大きさよりも大きく設定すれば、第２の波長選択手段５と４つの反射手段７、及び第１の波長選択手段４と４つの放熱手段３を機械的に接続しやすくなり、光漏れも抑制することができるため、光源ユニット１８０の発光効率をより高くすることができる。
【００７３】
第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａのうち、４つの波長変換手段２と接する部分より内側の面積は、第２の波長選択手段５の４つの波長変換手段２側の面のうち、４つの波長変換手段２と接する部分より内側の面積と同じであるか、それより狭く設定されていることが好ましい。
【００７４】
第２の波長選択手段５の４つの波長変換手段２側の面のうち、４つの波長変換手段２と接する部分より内側の面積は、ＬＥＤ１の発光面４１の面積と同じであるか、それより狭く設定されていることが好ましい。
【００７５】
つぎに、本実施形態の光源ユニット１８０を用いた光出射方法について説明する。
【００７６】
まず、ＬＥＤ１は、前記電源装置から供給される電流値に応じて、ＬＥＤ１内部の図示しない発光層で第１の波長帯域の光３０を発生させ、発光面４１から出射する（第１の光出射工程）。
【００７７】
第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａに入射したＬＥＤ１の発光面４１から出射された第１の波長帯域の光３０を、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａで反射する（第１の反射工程）。
【００７８】
ＬＥＤ１の発光面４１に再度入射した第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａで反射された第１の波長帯域の光３０を、ＬＥＤ１の発光面４１で反射する（第２の反射工程）。
【００７９】
波長変換手段２の入出射面４２に入射した、ＬＥＤ１の発光面４１から出射された第１の波長帯域の光３０、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａで反射された第１の波長帯域の光３０及びＬＥＤ１の発光面４１で反射された第１の波長帯域の光３０を波長変換し、波長変換手段２の入出射面４２から反射光として第２の波長帯域の光３１を出射する（第２の光出射工程）。
【００８０】
ＬＥＤ１の発光面４１に入射した第２の波長帯域の光３１を、ＬＥＤ１の発光面４１で反射する（第３の反射工程）。
【００８１】
波長変換手段２の入出射面４２に再度入射した第２の波長帯域の光３１を、波長変換手段２の入出射面４２で反射する（第４の反射工程）。
【００８２】
第１の波長選択手段４に入射した、波長変換手段２の入出射面４２から出射された第２の波長帯域の光３１、ＬＥＤ１の発光面４１で反射された第２の波長帯域の光３１及び波長変換手段２の入出射面４２で反射された第２の波長帯域の光３１を、第１の波長選択手段４の第１の波長帯域の光３０が入射する側とは反対の側の第１の出射面４４ｂから出射する（第３の光出射工程）。
【００８３】
本実施形態の光源ユニット１８０を用いた光出射方法において、前記第１の光出射工程及び前記第３の光出射工程を除く各工程の実施順序に制限はなく、同時に行われる工程があってもよい。
【００８４】
［実施形態１１］
図１４は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット１９０は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０の波長変換手段２の一部と発光手段１及び第１の波長選択手段４とのなす角度を変更したものである。図１４に示すとおり、本実施形態の光源ユニット１９０は、４つの波長変換手段２のうちの２つと発光手段１及び第１の波長選択手段４とがなす角度が直角でないことを除き、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０と同様の構成である。
【００８５】
本実施形態の光源ユニット１９０によれば、発光手段１に入射する第１の波長帯域の光３０の割合を抑制し、光源ユニット１９０の発光効率をより高くすることができる。
【００８６】
［実施形態１２］
図１５は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット２００は、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０の第１の波長選択手段４の形状を変更したものである。図１５に示すとおり、本実施形態の光源ユニット２００は、第１の波長選択手段４が、第１の反射面４４ａが隆起した形状であることを除き、図３及び図４に示す実施形態２の光源ユニット１２０と同様の構成である。
【００８７】
本実施形態の光源ユニット２００によれば、発光手段１に入射する第１の波長帯域の光３０の割合を抑制し、光源ユニット２００の発光効率をより高くすることができる。
【００８８】
［実施形態１３］
図１６は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニット２１０は、発光手段１を複数有するものである。図１６に示すとおり、本実施形態の光源ユニット２１０は、内部空間を有し、前記内部空間の内面形状は、四角柱状（直方体状）である。前記内面形状の底面には、波長変換手段２の入出射面４２が配置されている。前記内面形状の上面には、第１の波長選択手段４の第１の反射面４４ａが配置されている。前記内面形状の側面には、４つの第２の波長選択手段５が配置されており、４つの第２の波長選択手段５の外側に４つの発光手段１が配置されている。
【００８９】
本実施形態の光源ユニット２１０によれば、発光手段１を複数用いることにより、第１の波長帯域の光３０の強度を向上させ、光源ユニット２１０の発光効率をより高くすることができる。
【００９０】
［実施形態１４］
図１７は、本実施形態の光源ユニットを示す断面図である。本実施形態の光源ユニットは、図１３に示す実施形態１０の光源ユニット１８０の４つの反射手段７の大きさを変更したものである。図１７に示すとおり、本実施形態の光源ユニット２２０は、第２の波長選択手段５が、４つの反射手段７の内側に収まる大きさであること以外は、図１３に示す実施形態１０の光源ユニット１８０と同様の構成である。
【００９１】
本実施形態の光源ユニット２２０によれば、４つの反射手段７を第２の波長選択手段５の側面に設けることにより、光漏れをさらに抑制し、光源ユニット２２０の発光効率をさらに高くすることができる。
【００９２】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００９３】
この出願は、２０１２年６月１１日に出願された日本出願特願２０１２−１３１８３６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００９４】
１      発光手段
２      波長変換手段
３      放熱手段
４      第１の波長選択手段
５      第２の波長選択手段
７      反射手段
１３    入射面
１４    出射面
１５    第５の反射面
１６    偏光子
１７    基板
２４    ボンディングワイヤ
２７    第１の導光手段
３０    第１の波長帯域の光
３１    第２の波長帯域の光
３７    第２の導光手段
４１    発光面
４２    入出射面
４４ａ  第１の反射面
４４ｂ  第１の出射面
４５ａ  第２の反射面
４５ｂ  第２の出射面
４７    第３の反射面
５７    第４の反射面
１１０、１２０、１３０、１４０、１４１、１４２、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０  光源ユニット
【図１】
2013186954.tif 000003
【図２】
2013186954.tif 000004
【図３】
2013186954.tif 000005
【図４】
2013186954.tif 000006
【図５】
2013186954.tif 000007
【図６】
2013186954.tif 000008
【図７】
2013186954.tif 000009
【図８】
2013186954.tif 000010
【図９】
2013186954.tif 000011
【図１０】
2013186954.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2013186954.tif 000014
【図１３】
2013186954.tif 000015
【図１４】
2013186954.tif 000016
【図１５】
2013186954.tif 000017
【図１６】
2013186954.tif 000018
【図１７】
2013186954.tif 000019
【国際調査報告】
2013186954.tif 000020
2013186954.tif 000021