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公開番号2025176546
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2024082778
出願日2024-05-21
発明の名称光源装置および画像表示装置
出願人株式会社リコー
代理人個人
主分類G03B 21/14 20060101AFI20251127BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】画像表示装置により表示されるカラー画像の色温度の補正を可能にする。
【解決手段】光源装置は、発光素子から励起光を放射される励起光を励起光束とし、ダイクロイックミラーDMと、第1の集光光学系L3、L4を介して、波長変換部材2に集光させ、波長変換素子2により発生する反射励起光及び蛍光を、第1および第2の集光光学系L3、L4、L5を介して光均一化素子4の入射面上に集光させ、ダイクロイックミラーDMの位置および姿勢のうちの少なくとも一方の調整により、光均一化素子4の入射面における反射励起光LERの集光位置と蛍光LFの集光位置とが調整可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
１個または複数個の発光素子から励起光を放射させ、放射される励起光を励起光束とする励起光用光源部と、
前記励起光束を照射され前記励起光束を反射する反射部と、前記励起光束と波長の異なる蛍光を放射する蛍光体層部とを有する波長変換部材と、
前記励起光束と前記蛍光の何れか一方を透過させ、他方を反射するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーを介した励起光束を前記波長変換部材に集光させる第１の集光光学系と、
前記波長変換部材からの反射励起光および前記蛍光を、前記第１の集光光学系を介して集光させる第２の集光光学系と、
該第２の集光光学系により集光される前記反射励起光および前記蛍光を均一化する光均一化素子と、を有し、
前記波長変換部材に入射する前記励起光束は、前記第１の集光光学系の光学的有効面の片側半分の面の中を通過し、前記反射励起光は前記第１の集光光学系の前記光学的有効面の光軸を介して反対側の片側半分の面を透過し、前記第２の集光光学系は、前記第１の集光光学系と前記光軸を共有し、
前記励起光用光源部における前記励起光の光路上の光学素子、および前記ダイクロイックミラー、および前記波長変換部材の何れかの、位置および姿勢のうちの少なくとも一方を調整することにより、前記光均一化素子の入射位置における前記反射励起光の集光位置と前記蛍光の集光位置とが調整可能である光源装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
請求項１記載の光源装置であって、
前記励起光用光源部における前記励起光の光路上の前記光学素子の、位置および姿勢のうちの少なくとも一方が調整可能である光源装置。
【請求項３】
請求項１記載の光源装置であって、
前記ダイクロイックミラーの位置および姿勢のうちの少なくとも一方が調整可能である光源装置。
【請求項４】
請求項１記載の光源装置であって、
前記波長変換部材の位置および姿勢のうちの少なくとも一方が調整可能である光源装置。
【請求項５】
請求項３記載の光源装置であって、
前記ダイクロイックミラーの姿勢が、ミラー法線に直交する方向において回転調整可能である光源装置。
【請求項６】
請求項５記載の光源装置であって、
前記ダイクロイックミラーの回転中心と、前記励起光束の前記ダイクロイックミラーにおける反射点が一致する光源装置。
【請求項７】
請求項１記載の光源装置であって、
前記励起光が青色光であり、前記蛍光が緑色成分と赤色成分を含む黄色光であり、前記青色光、緑色成分および赤色成分を分離する色分離手段を、前記光均一化素子に近接して有する光源装置。
【請求項８】
請求項１記載の前記光源装置を２個、前記光均一化素子を共通にし、該光均一化素子へ向かう各反射励起光および各蛍光を光合成素子により合成するように配置した光源装置。
【請求項９】
請求項１～８の何れか１項に記載の光源装置を用いる画像表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は光源装置および画像表示装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
プロジェクタやヘッドアップディスプレイ、ウエアラブルディスプレイ等の画像表示装置用の光源として、半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射される光を励起光として蛍光層に照射して蛍光を放射させ、励起光と蛍光とを用いてカラー画像を表示する光源装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
このような光源装置では、３原色をなす光が時分割的に組み合わされてカラー画像を表示するが、光源装置を構成する光学素子相互の位置関係が、設計上の位置関係からずれると、表示されるカラー画像の色温度が変化して、カラー画像が、例えば、青っぽくなったり、赤っぽくなったりする「色味の変化」が発生し、表示されるカラー画像の画質を損なう問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、前記色味の変化を補正できる新規な光源装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の光源装置は、１個または複数個の発光素子から励起光を放射させ、放射される励起光を励起光束とする励起光用光源部と、前記励起光束を照射され前記励起光束を反射する反射部と、前記励起光束と波長の異なる蛍光を放射する蛍光体層部とを有する波長変換部材と、前記励起光束と前記蛍光の何れか一方を透過させ、他方を反射するダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーを介した励起光束を前記波長変換部材に集光させる第１の集光光学系と、前記波長変換部材からの反射励起光および前記蛍光を、前記第１の集光光学系を介して集光させる第２の集光光学系と、該第２の集光光学系により集光される前記反射励起光および前記蛍光を均一化する光均一化素子と、を有し、前記波長変換部材に入射する前記励起光束は、前記第１の集光光学系の光学的有効面の片側半分の面の中を通過し、前記反射励起光は前記第１の集光光学系の前記光学的有効面の光軸を介して反対側の片側半分の面を透過し、前記第２の集光光学系は、前記第１の集光光学系と前記光軸を共有し、前記励起光用光源部における前記励起光の光路上の光学素子、および前記ダイクロイックミラー、および前記波長変換部材の何れかの、位置および姿勢のうちの少なくとも一方を調整することにより、前記光均一化素子の入射位置における前記反射励起光の集光位置と前記蛍光の集光位置とが調整可能である。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、光源装置を構成する光学素子相互の位置関係の、設計上の位置関係からのずれに拘わらず、表示されるカラー画像の色味の変化を補正し、適正な色温度のカラー画像の表示を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
光源装置の基本的な構成の１例を説明する図である。
波長変換部材の正規態位からの傾きによる光均一化素子の入射面における蛍光の集光位置と反射励起光の集光位置の分離を説明する図である。
光源装置の実施の１形態を説明するための図である。
光源装置の実施の他の形態を説明するための図である。
光源装置の実施のさらに他の形態を説明するための図である。
光源装置の実施の別の形態を説明するための図である。
光源装置を２個用いる実施の形態例を説明するための図である。
画像表示装置としてのプロジェクタを説明する図である。
画像表示装置としてのウエアラブルディスプレイ装置の１例を説明する図である。
画像表示装置としてのウエアラブルディスプレイ装置の別例を説明する図である。
画像表示装置としてのウエアラブルディスプレイ装置の他の例を説明する図である。
画像表示装置としてのウエアラブルディスプレイ装置のさらに他の例を説明する図である。
画像表示装置としてのヘッドアップディスプレイ装置を説明する図である。
画像表示装置としてのヘッドアップディスプレイ装置の別例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施の形態を説明する。
先ず、光源装置の基本的な構成の１例を、図１に即して説明する。
図１（ａ）は、光源装置の基本的な構成の１例を示している。
図１（ａ）において、符号１ａ、１ｂは発光素子、符号2ａ、２ｂは集光レンズを示している。発光素子２ａ、２ｂは、半導体レーザ（ＬＤ）あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、励起光を放射する。この例では、励起光は「青色光」である。
【０００９】
集光レンズ２ａ、２ｂはマイクロレンズであり、それぞれ、対応する発光素子からの青色光を平行光束化する。マイクロレンズ２ａ、２ｂを通った励起光は、レンズＬ１、Ｌ２を透過し、ビームプロファイラＰＲに入射し、励起光束ＬＥとなる。
【００１０】
若干付言すると、図１（ａ）において、２個の発光素子１ａ、１ｂが示されているが、発光素子の数は２個に限らない。発光素子は１個であることも、３個以上であることもできる。発光素子の数は、表示されるカラー画像に応じて適宜に定められる。例えば、カラー画像を表示する画像表示装置が大画面表示のプロジェクタであるような場合には、それに応じて多数の発光素子のアレイが必要になるし、後述するウエアラブルディスプレイのような画像表示装置であれば、１個の発光素子で足りる場合もある。
上記の如く、マイクロレンズ２ａ、２ｂを通った励起光は、レンズＬ１、Ｌ２を透過し、光束を合成されてビームプロファイラＰＲを透過し、励起光束ＬＥとなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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