JP2011165555A - 固体光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】励起光を発光する光源ユニット10と、固体発光部からの励起光を点状に集光するための放物面からなる反射鏡(リフレクタ)130と、反射鏡(リフレクタ)によりその焦点に点状に集光された励起光の焦点の近傍において、励起光の反射散乱又は透過散乱と、励起光の波長の変換とを交互に繰り返す円盤(ホイール)部材140と、当該円盤(ホイール)部材により反射散乱又は透過散乱された励起光(B色)と、波長が変換された蛍光光(Y色)を、上記反射鏡(リフレクタ)130又は第二の反射鏡(リフレクタ)130’により同一の光学路上において取り出して、点光源から出射した白色光を出力する固体光源装置。
【選択図】図1
Description
Claims (30)
- 励起光を発光する固体発光部と、
前記固体発光部からの励起光を点状に集光するための集光手段と、
前記集光手段により点状に集光された励起光の焦点の近傍において、当該励起光の反射散乱と当該励起光の波長の変換を交互に繰り返す反射散乱・波長変換手段と、
前記手段により反射散乱された励起光と、前記手段により波長が変換された励起光を、同一の光学路上において取り出して、もって、略点光源から出射した白色光を出力する手段とを備えたことを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項1に記載した固体光源装置において、
前記固体発光部は、発光ダイオード又は半導体レーザ素子を、複数、平面上に配置して構成されていることを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項2に記載した投写型表示装置において、前記蛍光体は、白色に対して前記励起光とは補色の関係となる波長領域の光束を発光することを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項3に記載した固体光源装置において、
前記発光ダイオード又は半導体レーザ素子は、青色光を発生することを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項3に記載した固体光源装置において、前記固体発光部からの励起光は、偏光面を一方向に揃えた青色光であることを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項1に記載した固体光源装置において、
前記集光手段及び前記白色光の出力手段は、放物面又は楕円面からなる鏡面と、当該鏡面に対向すると共に、その回転軸方向に傾斜して配置され、偏光面を一方向に揃えた励起光を当該鏡面に向けて反射し、他の方向の励起光を透過する分離ミラーとを、共通に備えていることを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項1に記載した固体光源装置において、
前記反射散乱・波長変換手段は、基材上に、反射散乱面と、蛍光体からなる蛍光面を形成してなり、かつ、当該基材の移動により、当該励起光の反射散乱と当該励起光の波長の変換を交互に繰り返すことを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項7に記載した固体光源装置において、
前記反射散乱・波長変換手段は、円盤状の基材上に、前記反射散乱面と、蛍光体からなる前記蛍光面とを形成してなり、かつ、当該円盤状の基材の回転運動により、当該励起光の反射散乱と当該励起光の波長の変換を交互に繰り返すことを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項7又は8に記載した固体光源装置において、
前記基材は、熱伝導率が5/W・m−1・K−1以上の部材により構成されていることを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項7又は8に記載した固体光源装置において、
前記基材の上に形成された前記反射散乱面の上には、更に、当該反射散乱面で反射散乱した励起光の偏光方向を変更する透過膜が形成されていることを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項7又は8に記載した固体光源装置において、
前記基材の表面の、前記反射散乱面と前記蛍光体が形成された一部で、かつ、前記点状に集光された励起光の焦点の近傍には、当該焦点の近傍の前記反射散乱面又は前記蛍光体からの散乱光に方向性を与えるための微小な凹部を、多数、形成したことを特徴とする固体光源装置。 - 励起光を発光する固体発光部と、
前記固体発光部からの励起光を点状に集光するための集光手段と、
前記集光手段により点状に集光された励起光の焦点の近傍において、当該励起光の透過散乱と当該励起光の波長の変換を交互に繰り返す透過散乱・波長変換繰返し手段と、
前記手段により反射散乱された励起光と、前記手段により波長が変換された励起光を、同一の光学路上において取り出して、もって、略点光源から出射した白色光を出力する手段とを備えたことを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項12に記載した固体光源装置において、
前記固体発光部は、発光ダイオード又は半導体レーザ素子を、複数、平面上に配置して構成されていることを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項13に記載した投写型表示装置において、前記蛍光体は、白色に対して前記励起光とは補色の関係となる波長領域の光束を発光することを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項14に記載した固体光源装置において、
前記発光ダイオード又は半導体レーザ素子は、青色光を発生することを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項15に記載した固体光源装置において、前記固体発光部からの励起光は、偏光面を一方向に揃えた青色光であることを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項12に記載した固体光源装置において、
前記集光手段及び前記白色光の出力手段は、それぞれ、放物面又は楕円面からなる鏡面を備えており、かつ、当該集光手段の鏡面と当該白色光の出力手段の鏡面との間に、前記透過散乱・波長変換繰返し手段を配置したことを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項12に記載した固体光源装置において、
前記透過散乱・波長変換手段は、透光性の基材の少なくとも一方の面に、透過散乱面と、蛍光体からなる蛍光面とを形成してなり、かつ、当該基材の移動により、当該励起光の反射散乱と当該励起光の波長の変換を交互に繰り返すことを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項18に記載した固体光源装置において、
前記透過散乱・波長変換手段は、円盤状の透光性の基材の一方の面に、前記透過散乱面と、蛍光体からなる前記蛍光面とを形成してなり、かつ、当該円盤状の基材の回転運動により、当該励起光の透過散乱と当該励起光の波長の変換を交互に繰り返すことを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項18又は19に記載した固体光源装置において、前記透光性の基材の他方の面に、反射防止膜を形成したことを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項18又は19に記載した固体光源装置において、
前記透光性の基材は、熱伝導率が5/W・m−1・K−1以上の透光性の部材により構成されていることを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項18又は19に記載した固体光源装置において、
前記透光性の基材の上に形成された前記透過散乱面の下には、更に、当該反射散乱面で透過散乱する励起光の偏光方向を変更する透過膜が形成されていることを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項18又は19に記載した固体光源装置において、
前記透光性の基材の表面の、前記透過散乱面と前記蛍光体が形成された一部で、かつ、前記点状に集光された励起光の焦点の近傍には、当該焦点の近傍の前記反射散乱面又は前記蛍光体からの散乱光に方向性を与えるための微小な凹部を、多数、形成したことを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項1〜23の何れか一つに記載した固体光源装置において、前記蛍光体としてY3Al5O12:Ceを用いたことを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項1〜23の何れか一つに記載した固体光源装置において、前記蛍光体としてシリケート系(Sr,Ba)2SiO2を用いたことを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項1〜23の何れか一つに記載した固体光源装置において、
前記反射散乱または前記透過散乱領域に、青色励起光の一部を拡散透過させ、一部を励起して青緑色帯域光を発光させる蛍光体を有することを特徴とする固体光源装置。 - 前記請求項26に記載した固体光源装置において、青緑色帯域光を発光させる前記蛍光体としてCa8MgSi4O16Cl2:Euを用いたことを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項26に記載した固体光源装置において、青緑色帯域光を発光させる前記蛍光体としてSr4Al14O25:Euを用いたことを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項26に記載した固体光源装置において、青緑色帯域光を発光させる前記蛍光体としてBaSi2O2N2:Euを用いたことを特徴とする固体光源装置。
- 前記請求項1〜29の何れか一つに記載した固体光源装置において、当該固体光源装置を、白色光を射出する光源ユニットと、当該光源ユニットからの白色光をR(赤色),G(緑色),B(青色)の3原色光に分離する光分離光学系と、分離されたR,G,Bの各偏光光を、それぞれ、映像信号に応じて光変調してR,G,Bの各光学像を形成するR,G,Bの光変調手段と、当該R,G,Bの光変調手段により形成された各光学像を光合成する光合成手段と、当該合成された光学像を拡大して投射する投射手段とを備えた投射型表示装置において、当該光源ユニットとしたことを特徴とする固体光源装置。
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