[发明专利]光学装置、光源装置和投影仪

说明书

提供一种光学装置，包括：由第一发光层21和第二发光层22构成的发光层结构体20；和波长选择单元30。波长选择单元30设置在发光层结构体20的一侧上。第一发光层21发射具有第一波长范围的光51₁。第二发光层22基于从第一发光层21发射的光而发射具有第二波长范围的光51₂。波长选择单元30使从发光层结构体20发射的具有第一波长范围的光51₁的一部分51_1‑1和51_1‑2穿过，使剩余光51_1‑3返回至发光层结构体20，并且使具有第二波长范围的光51₂穿过。

技术领域

本公开内容涉及光学装置、配备有该光学装置的光源装置、以及配备有该光源装置的投影仪。

背景技术

近来，投影仪的光源正从灯光源转变为激光激发的荧光光源。这里使用的荧光材料主要是具有宽光谱宽度的发光材料，例如Ce:YAG和Ce:LuAG。这是因为在高功率激光激发条件下能够维持高荧光转换效率的材料有限，而诸如Ce:YAG和Ce:LuAG之类的荧光材料能够承受高功率激光激发条件。目前，其他荧光材料被用于投影仪的亮度相对较低的部分。另一方面，投影仪已经朝着显示更高亮度和更高图像质量的方向发展。因此，为了提高亮度，目前必须使用诸如Ce:YAG和Ce:LuAg之类的荧光材料，但是为了提高色域(这是提高图像质量所需的一个方面)，这些荧光材料的使用会产生一个问题。即，Ce:YAG和Ce:LuAG具有宽的光谱宽度，并且当色域加宽时，大量的光未被使用而浪费(参见图2C)。稍后将描述图2C的细节。结果，难以同时实现亮度的增加和色域的加宽。此外，浪费的光在投影仪内部被转换为热量，因此增加了排热结构上的负载，这导致整个投影仪的尺寸增加或在投影仪的设计上产生限制。

为了使在色域加宽时浪费的光再循环，提出了一种通过二向色膜反射光谱的部分区域以使光返回荧光层的技术。具体地，例如，JP 2015-143772 A公开了一种位于支撑基板上的包括由二向色膜和荧光层构成的第一波长分离部的投影仪的光源。更具体地，在JP2015-143772A中公开的光源装置包括：激发光源，其发射第一波段的激发光；荧光产生部(发光层)，其被激发光激发并产生与第一波段不同的第二波段的荧光；第一波长分离部(二向色膜)，其设置在激发光源与荧光产生部之间的光路上，并允许透射第二波段中较短波长侧的成分，反射第二波段中较长波长侧的成分，并透射从激发光源发射的激发光；和反射部，其将透过第一波长分离部的较短波长侧的成分反射。

对于构成发光层的材料，例如，使用YAG荧光材料。发光层被诸如430nm至480nm(峰值波长：450nm)的第一波段的蓝色激发光激发，由此产生诸如520nm至750nm(峰值波长：620nm)的第二波段的红色荧光。通过在二向色膜上涂覆混合有荧光材料的透明树脂以形成发光层。通过该二向色膜，将从580nm开始的较短波长侧的成分(例如绿色)切断。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]

JP 2015-143772 A

发明内容

[技术问题]

如上所述，在专利文献1中公开的技术的情况下，发光层被蓝色激发光激发，并且产生520nm至750nm波段(峰值波长：620nm)的光。然后，通过二向色膜将从580nm开始的较短波长侧的成分切断，并将红光发射到外部。图2C是YAG荧光材料的吸收光谱和当YAG荧光材料被激发并发光时产生的光谱的示意图。如果从580nm开始的较短波长侧的成分(绿色)被切断，则在发光层中产生的相当大比例的光没有被用作光源，并且损失了大量的光能。换句话说，在专利文献1中公开的技术的情况下，发光层是单层，因此，仅可被荧光材料本身吸收的发射光的一部分区域可以被再循环(参见图11A中的区域“C”)。此外，再发射的光仍具有较宽的光谱宽度，因此只能使用一部分发光光谱(参见图2C)。这样，在发光层为单层的情况下，不能有效地使光再循环，并且所获得的效果很小。