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公開番号2024152743
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024125672,2021055038
出願日2024-08-01,2021-03-29
発明の名称光源装置
出願人マクセル株式会社
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類F21S 2/00 20160101AFI20241018BHJP(照明)
要約【課題】小型でかつ低コストで製造可能で、HUDや空間浮遊映像表示装置などの電子装置の表示デバイスの照明用光源として好適な光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置は、固体光源から出射された光を蛍光体に照射して白色光を生成する光源と、光源から出射された白色光の発散光束を平行光に変換するコリメート光学系と、コリメート光学系から出射された光を入射光として入射し、入射光を入射方向とは異なる方向に出射する導光体と、を備え、コリメート光学系は、平行光の青色領域の光を反射して蛍光体を照射するように構成されたフィルターを有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
光源装置であって、
固体光源から出射された光を蛍光体に照射して白色光を生成する光源と、
前記光源から出射された白色光の発散光束を平行光に変換するコリメート光学系と、
前記コリメート光学系から出射された光を入射光として入射し、前記入射光を入射方向とは異なる方向に出射する導光体と、を備え、
前記コリメート光学系は、前記平行光の青色領域の光を反射して前記蛍光体を照射するように構成されたフィルターを有する、
光源装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記フィルターによって反射される前記平行光の青色領域の光は、前記平行光の短波長の青色領域の光である、
光源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光源装置において、
前記フィルターは、前記コリメート光学系の出射面に設けられる、
光源装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光源装置において、
前記コリメート光学系と前記導光体との間に前記平行光を拡散させる拡散ブロックを備え、
前記フィルターは、前記拡散ブロックの入射面に設けられる、
光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置において、
前記フィルターは、前記コリメート光学系の出射面および前記拡散ブロックの入射面にそれぞれ設けられる、
光源装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光源装置において、
前記固体光源から出射された光を蛍光体に照射して白色光を生成する光源から出射される光源の発散角が８０度以上である、
光源装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光源装置において、
前記フィルターは、反射率が５０％となるカットオフ波長が４３５（ｎｍ）以下である、
光源装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光源装置において、
前記コリメート光学系と前記導光体との間に、光の偏光方向を一方向に揃える偏光変換素子を備えている、
光源装置。
【請求項９】
請求項１に記載の光源装置において、
前記導光体は、前記入射光を入射する入射部、前記入射光を反射する反射部、前記反射部で反射した光を出射する出射部を有しており、
前記反射部は、前記入射光を反射する複数の反射面と前記複数の反射面間を連接する複数の連接面からなり、前記入射部は、前記反射部の反射面に入射する前記入射光の入射角が大きくなる方向に、光を偏向させる構造を有している、
光源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光源装置において、
前記コリメート光学系と前記導光体との間に散乱体を備え、
前記連接面は、前記散乱体の半値角の範囲内で影が形成される角度で前記入射光に対して傾斜している、
光源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状の光源として利用可能な光源装置に関し、特に、小型化を目指した画像表示デバイスを備えた電子装置に用いるのに適した面状の光源装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
Head Up Display（以下、「ＨＵＤ」）や超小型プロジェクタの表示デバイスの照明用光源として、小型で、かつ、高効率の光源装置が望まれている。
【０００３】
なお、従来、小型かつ高効率の光源装置を実現する上で、透明樹脂上に所定のテクスチャーを形成した導光体を活用した光源装置が、以下の特許文献１により、既に知られている。この特許文献に記載の導光体照明装置は、導光体端部より光を入射し、導光体表面に形成されたテクスチャーにより入射した光を散乱させることにより、薄型の高効率光源装置を実現できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１１－２２４５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、固体光源であるＬＥＤの発光効率の向上に伴い、光源装置の発光源としてＬＥＤを用いることが有効である。しかしながら、ＬＥＤおよびその光を略平行光に変換するＬＥＤコリメータを用いた光学系では、特許文献１において開示された光学系の形状では、その光利用効率特性や均一照明特性において、未だ不十分であることが分かった。
【０００６】
そこで、本発明では、具体的には、ＬＥＤ光源からのレーザ光の光利用効率特性や均一照明特性をより向上することにより光源装置の小型化を達成すると共に、低コストで製造可能な、もって、ＨＵＤや空間浮遊映像表示装置などの電子装置の表示デバイスにおける照明用光源として好適な光源装置を提供し、更には、それを利用した画像表示デバイスを備えた電子装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための一実施の態様として、光源装置であって、固体光源から出射された光を蛍光体に照射して白色光を生成する光源と、前記光源から出射された白色光の発散光束を平行光に変換するコリメート光学系と、前記コリメート光学系から出射された光を入射光として入射し、前記入射光を入射方向とは異なる方向に出射する導光体と、を備え、前記コリメート光学系は、前記平行光の青色領域の光を反射して前記蛍光体を照射するように構成されたフィルターを有する、光源装置が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、前記の光源装置を画像表示デバイスとして利用した電子装置は、ＨＵＤや空間浮遊映像表示装置を含んでいる。
【発明の効果】
【０００９】
上述した本発明によれば、低コストで製造可能、かつ、小型化、高効率、高信頼性な光源装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施例１に係る光源装置の全体概観を示す展開斜視図である。
本発明の実施例１に係る光源装置における光学系の内部構成の概観を示す斜視図である。
本発明の実施例１に係る光源装置における導光体の詳細について説明する斜視図や一部拡大断面を含む図である。
本発明の実施例１に係る光源装置における導光体の動作の詳細について説明する側面図である。
本発明の実施例１に係る光源装置における導光体の動作の詳細について説明する上面および側面図である。
本発明の実施例１に係る光源装置における導光体の動作を説明するための比較例を示す図である。
本発明の実施例１に係る光源装置におけるコリメータや合成拡散ブロックの詳細について説明する斜視図である。
本発明の実施例１に係る光源装置における合成拡散ブロックの詳細について説明する一部拡大断面図である。
本発明の実施例１に係る光源装置の光学系の構成部品である導光体を成形するために用いる金型の加工方法を説明する図である。
本発明の実施例１に係る光源装置の変形例である光源装置の全体概観を示す外観斜視図である。
本発明の実施例１に係る光源装置の変形例である光源装置の光学系の内部構成の概観を示す斜視図である。
本発明の実施例１に係る光源装置の他の変形例である光源装置の全体概観を示す外観斜視図である。
本発明の実施例１に係る光源装置におけるコリメータの別形態と合成拡散ブロックの形状を示す斜視図である。
本発明の実施例１に係る光源装置を、その表示デバイスの照明用光源として利用したＨＵＤの構成を示す図である。
本発明の実施例２に係る光源装置の光学系の構造の一例を示す斜視図である。
本発明の実施例２に係る光源装置の光学系における動作を示す側面図である。
本発明の実施例２に係る光源装置における導光体の動作の詳細について説明する上面および側面図である。
本発明の実施例２に係る光源装置の光学系の構成部品であるＬＥＤコリメータと合成拡散ブロックの構造の一例を示す斜視図である。
本発明の実施例２に係る光源装置の光学系の構成部品である合成拡散ブロックの構造の一例を示す斜視図である。
本発明の実施例２に係る光源装置における合成拡散ブロックの詳細について説明する断面とその一部拡大断面図である。
高輝度ＬＥＤ光源の実施例１に係る波長別放射エネルギー強度を相対的に示す特性図である。
高輝度ＬＥＤ光源の実施例１に係る放射エネルギー発散強度を相対的に示す特性図である。
高輝度ＬＥＤ光源の実施例２に係る波長別放射エネルギー強度を相対的に示す特性図である。
高輝度ＬＥＤ光源の実施例２に係る放射エネルギー発散強度を相対的に示す特性図である。
ＬＣＤ－ＴＶ用途のＬＥＤ光源の波長別放射エネルギー強度を相対的に示す特性図である。
ＬＣＤ－ＴＶ用途のＬＥＤ光源の放射エネルギー発散強度を相対的に示す特性図である。
実施例に係るフィルターの分光透過率を示した特性図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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