WO2023189351A1 - 光源システム - Google Patents

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WO2023189351A1
WO2023189351A1 PCT/JP2023/009041 JP2023009041W WO2023189351A1 WO 2023189351 A1 WO2023189351 A1 WO 2023189351A1 JP 2023009041 W JP2023009041 W JP 2023009041W WO 2023189351 A1 WO2023189351 A1 WO 2023189351A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
wavelength
light source
source system
control device
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/009041
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
泰輔 西森
博史 北野
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details

Definitions

  • the present disclosure generally relates to a light source system, and more particularly, to a light source system including a laser light source.
  • Patent Document 1 discloses a display device including a red light source, a green light source, a blue light source, and a multiplexing prism.
  • the display device disclosed in Patent Document 1 uses a red semiconductor laser as a red light source, a blue semiconductor laser as a blue light source, and a SHG (Second Harmonic Generation) laser as a green light source.
  • Patent Document 1 The configuration disclosed in Patent Document 1 is a configuration of a display device, and is not intended to be used for lighting purposes. Difficult to use as a light source.
  • An object of the present disclosure is to provide a light source system that allows dimming and color adjustment and improves color rendering.
  • a light source system includes a first light source device, a second light source device, a distribution section, a wavelength conversion section, a combining optical system, and a control device.
  • the first light source device includes a first laser light source and emits first light of a first wavelength.
  • the second light source device includes a second laser light source and emits second light having a second wavelength that is longer than the first wavelength.
  • the distribution unit divides the first light emitted from the first light source device into third light having a third wavelength having the same wavelength as the first wavelength, and third light having a fourth wavelength having the same wavelength as the first wavelength. It is distributed to the fourth light.
  • the wavelength converter is excited by the third light and emits fifth light having an emission peak at a fifth wavelength between the third wavelength and the second wavelength.
  • the combining optical system combines the second light, the fourth light, and the fifth light.
  • the control device controls a light output of the second light source device and a distribution ratio of the third light and the fourth light in the distribution section.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a light source system according to a first embodiment.
  • FIG. 2A is a spectrum of light emitted from the first laser light source in the light source system described above.
  • FIG. 2B is a spectrum including the spectrum of light emitted from the first laser light source and the fluorescence spectrum of the wavelength conversion element of the wavelength conversion unit in the light source system.
  • FIG. 2C is a spectrum of light emitted from the second laser light source in the light source system as described above.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the light source system same as above.
  • FIG. 4 is a spectrum showing the spectral characteristics of the first dichroic mirror and the first light emitted from the first light source device in the light source system.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a light source system according to the second embodiment.
  • Embodiment 1 a light source system 100 according to Embodiment 1 will be described based on FIGS. 1, 2A, 2B, 2C, 3, and 4.
  • the light source system 100 includes a first light source device 1, a second light source device 2, a distribution section 3, a wavelength conversion section 4, a combining optical system 5, and a control system.
  • a device 8 is provided.
  • the first light source device 1 includes a first laser light source 10 (see FIG. 3), and emits first light L1 having a first wavelength ⁇ 1 (see FIG. 2A).
  • the first wavelength ⁇ 1 of the first light L1 is the same as the wavelength of the light emitted from the first laser light source 10.
  • the second light source device 2 includes a second laser light source 20 (see FIG. 3), and emits second light L2 having a second wavelength ⁇ 2 (see FIG. 2C) that is longer than the first wavelength ⁇ 1.
  • the second wavelength ⁇ 2 of the second light L2 is the same as the wavelength of the light emitted from the second laser light source 20.
  • the distribution unit 3 divides the first light L1 emitted from the first light source device 1 into a third light L3 having a third wavelength ⁇ 3 (see FIG. 2A) having the same wavelength as the first wavelength ⁇ 1, and a third light L3 having the same wavelength as the first wavelength ⁇ 1. and a fourth light L4 having a fourth wavelength ⁇ 4 (see FIG. 2A).
  • the wavelength converter 4 is excited by the third light L3 and emits fifth light L5 having an emission peak at a fifth wavelength ⁇ 5 (see FIG. 2B) between the third wavelength ⁇ 3 and the second wavelength ⁇ 2.
  • the combining optical system 5 combines the second light L2, the fourth light L4, and the fifth light L5.
  • the control device 8 controls the light output of the second light source device 2 and the distribution ratio of the third light L3 and the fourth light L4 in the distribution section 3.
  • the light source system 100 includes a first light source device 1, a second light source device 2, a distribution section 3, a wavelength conversion section 4, and a combining optical system 5. and a control device 8.
  • the light source system 100 also includes a first drive circuit 16 and a second drive circuit 26.
  • the light source system 100 further includes a first plano-concave lens 15, a second plano-concave lens 25, and a second diffuser plate 27.
  • the light source system 100 further includes a condenser lens 6 and a polarization direction converter 7.
  • the first light source device 1 includes a plurality of (for example, 24) first laser light sources 10, a plurality of (for example, 24) first collimating lenses 11, and a first plano-convex lens 14. Further, the first light source device 1 further includes a first circuit board 12 and a first heat sink 13.
  • a plurality of first laser light sources 10 are mounted on a first circuit board 12.
  • the first circuit board 12 is, for example, a printed wiring board.
  • the plurality of first laser light sources 10 are arranged in a matrix (for example, a 6 ⁇ 4 matrix) on the main surface of the first circuit board 12 .
  • the first heat sink 13 is connected to the first circuit board 12 .
  • Each of the plurality of first laser light sources 10 is, for example, a semiconductor laser with an emission wavelength of 440 nm or more and 470 nm or less.
  • the plurality of first laser light sources 10 are driven by a first drive circuit 16.
  • the first wavelength ⁇ 1 of the first light L1 emitted from the first light source device 1 is the same as the wavelength of the emitted light from each first laser light source 10. Therefore, the first light L1 is blue light having a peak wavelength in a wavelength range of 440 nm or more and 470 nm or less. Blue light emitted from each of the plurality of first laser light sources 10 is emitted as linearly polarized light.
  • the plurality of first collimating lenses 11 correspond to the plurality of first laser light sources 10 on a one-to-one basis. Each of the plurality of first collimating lenses 11 collimates the first light L1 emitted from the corresponding one of the plurality of first laser light sources 10. The light collimated by the plurality of first collimating lenses 11 is emitted through the convex surface (light incident surface) of the first plano-convex lens 14 and the flat surface (light exit surface) of the first plano-convex lens 14 .
  • the second light source device 2 includes a plurality of (for example, 24) second laser light sources 20, a plurality of second collimating lenses 21, a second plano-convex lens 24, a second circuit board 22, and a second heat sink 23. ,including.
  • a plurality of second laser light sources 20 are mounted on a second circuit board 22.
  • the second circuit board 22 is, for example, a printed wiring board.
  • the plurality of second laser light sources 20 are arranged in a matrix (for example, a 6 ⁇ 4 matrix) on the main surface of the second circuit board 22.
  • the second heat sink 23 is connected to the second circuit board 22.
  • Each of the plurality of second laser light sources 20 is, for example, a semiconductor laser with an emission wavelength of 630 nm or more and 650 nm or less.
  • the second wavelength ⁇ 2 of the second light L2 emitted from the second light source device 2 is the same as the wavelength of the emitted light from each second laser light source 20. Therefore, the second light L2 is red light having a peak wavelength in the wavelength range of 630 nm or more and 650 nm or less. Red light emitted from each of the plurality of second laser light sources 20 is emitted as linearly polarized light.
  • the plurality of second collimating lenses 21 correspond to the plurality of second laser light sources 20 on a one-to-one basis. Each of the plurality of second collimating lenses 21 collimates the second light L2 emitted from the corresponding second laser light source 20 among the plurality of second laser light sources 20. The light collimated by the plurality of second collimating lenses 21 is emitted through the convex surface (light incident surface) of the second plano-convex lens 24 and the flat surface (light exit surface) of the second plano-convex lens 24 .
  • the first plano-concave lens 15 is arranged between the first light source device 1 and the distribution section 3 in the first direction D1.
  • the first plano-concave lens 15 has a flat surface (light entrance surface) and a concave surface (light exit surface), and in the first direction D1, the flat surface of the first plano-concave lens 15 is located on the first light source device 1 side, and the first The plano-concave lens 15 is arranged such that the concave surface thereof is located on the distribution section 3 side.
  • the lens diameter of the first plano-concave lens 15 is smaller than the lens diameter of the first plano-convex lens 14.
  • the second plano-concave lens 25 is arranged between the second light source device 2 and the combining optical system 5 in the first direction D1.
  • the second plano-concave lens 25 has a flat surface (light entrance surface) and a concave surface (light exit surface), and in the first direction D1, the flat surface of the second plano-concave lens 25 is located on the second light source device 2 side, and the second The plano-concave lens 25 is arranged such that the concave surface thereof is located on the synthetic optical system 5 side.
  • the lens diameter of the second plano-concave lens 25 is smaller than the lens diameter of the second plano-convex lens 24.
  • the distribution unit 3 includes a 1/2 wavelength plate 32 (wavelength plate), a first diffusion plate 33, and a first dichroic mirror 31 (polarizing beam splitter).
  • the 1/2 wavelength plate 32, the first diffusion plate 33, and the first dichroic mirror 31 are arranged in the order from the first light source device 1 side. 33 and the first dichroic mirror 31 are arranged in this order.
  • the 1/2 wavelength plate 32 is a retardation plate whose phase difference at the dominant wavelength of the first laser light source 10 is approximately 1/2 wavelength, and converts the polarization direction of the incident linearly polarized light.
  • the half-wave plate 32 is arranged so that, for example, the S-polarized component of the light incident on the first dichroic mirror 31 is 80% and the P-polarized component is 20%.
  • the ratio is not limited to 80%:20%, but may be, for example, 90%:10% or 70%:30%.
  • the first diffuser plate 33 diffuses the light incident from the half-wave plate 32 side using the fine unevenness of the light exit surface on the first dichroic mirror 31 side, and outputs the light.
  • the first light source device 1 in the first direction D1, the first light source device 1, the first plano-concave lens 15, the half-wave plate 32, the first diffuser plate 33, the first dichroic mirror 31, and the polarization direction converter 7 are arranged in the first direction D1.
  • 1 light source device 1 , first plano-concave lens 15 , half-wave plate 32 , first diffuser plate 33 , first dichroic mirror 31 , and polarization direction converter 7 are arranged in this order.
  • the combining optical system 5, the first dichroic mirror 31, the condenser lens 6, and the wavelength conversion unit 4 are connected to the combining optical system 5, the first dichroic mirror 31, condenser lens 6, and wavelength conversion section 4 are arranged in this order.
  • the first dichroic mirror 31 reflects a part of the first light L1 from the first light source device 1 and transmits the remaining part.
  • the light reflected toward the wavelength conversion unit 4 at the first dichroic mirror 31 is the third light L3.
  • the light that has passed through the first dichroic mirror 31 among the first light L1 emitted from the first light source device 1 is the fourth light L4.
  • FIG. 4 shows the spectral characteristics of the first dichroic mirror 31 and the emission spectrum B1 of the light emitted from the first laser light source 10.
  • the emission spectrum B1 of the light emitted from the first laser light source 10 is the same as the spectrum of the first light L1 emitted from the first light source device 1.
  • the spectral characteristics of the first dichroic mirror 31 are expressed as transmittance with respect to wavelength.
  • A1 in FIG. 4 shows the spectral characteristics for the P-polarized light component
  • A2 in FIG. 4 shows the spectral characteristics for the S-polarized light component.
  • the emission spectrum B1 is shown in terms of relative intensity to wavelength.
  • the dichroic mirror 31 reflects the S-polarized light of the first light L1 having a wavelength of about 445 nm, and transmits the P-polarized light.
  • the above-mentioned third light L3 includes the S-polarized component of the first light L1 reflected by the first dichroic mirror 31, and the above-mentioned fourth light L4 includes the first light component of the first light L1. Contains the P-polarized light component that has passed through the dichroic mirror 31.
  • the third light L3 (the S-polarized component of the first light L1 reflected by the first dichroic mirror 31) is condensed by the condenser lens 6 and enters the wavelength converter 4.
  • the wavelength conversion unit 4 includes a first wavelength conversion element that is excited by the third light L3 and emits light having the wavelength of the fifth light L5.
  • the third light L3 is, for example, blue light.
  • the fifth light L5 is yellow light.
  • the wavelength conversion element included in the wavelength conversion unit 4 is excited by the third light L3 that has entered the wavelength conversion unit 4, and emits the fifth light L5 including yellow light.
  • the fifth light L5 is fluorescence having light components over the entire wavelength range of 500 nm or more and 600 nm or less.
  • the wavelength conversion section 4 includes, for example, a translucent material section and phosphor particles.
  • the wavelength conversion section 4 is formed of a mixture of a translucent material section and phosphor particles.
  • a large number of phosphor particles are present within the translucent material section.
  • the material of the transparent material portion is preferably a material with high transmittance to visible light.
  • the transparent material is, for example, silicone resin.
  • Siliconone resin includes, for example, silicone resin, modified silicone resin, and the like.
  • As the phosphor particles for example, yellow phosphor particles that emit yellow light can be used.
  • the light (fluorescence) emitted from the yellow phosphor particles has an emission spectrum having a peak wavelength in a wavelength range of 530 nm or more and 580 nm or less, for example.
  • the phosphor particles are, for example, Y 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ , but are not limited thereto.
  • FIG. 2B shows an example of the spectrum of light emitted from the wavelength converter 4 when Y 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ is excited by a laser beam with an emission wavelength of 445 nm.
  • the light source system 100 further includes a glass substrate 41, a reflective film 42, and a motor 43.
  • the glass substrate 41 is arranged so that its thickness direction is parallel to the second direction D2.
  • the glass substrate 41 is connected to a rotating shaft of a motor 43.
  • the motor 43 rotates the glass substrate 41.
  • the reflective film 42 is interposed between the wavelength converter 4 and the glass substrate 41, and is a dielectric multilayer film that reflects visible light.
  • the wavelength converter 4 has a ring shape when viewed from the second direction D2.
  • the outer edge of the glass substrate 41 has a circular shape when viewed from the second direction D2.
  • the fifth light L5 emitted from the wavelength conversion unit 4 to the condenser lens 6 side is collimated by the condenser lens 6, and is emitted through the first dichroic mirror 31 and the combining optical system 5.
  • the polarization direction converter 7 converts the P-polarized light component (fourth light L4) of the first light L1 that has passed through the first dichroic mirror 31 into S-polarized light.
  • the fourth light L4 converted into S-polarized light by the polarization direction converter 7 is reflected by the first dichroic mirror 31 toward the second dichroic mirror 51.
  • the polarization direction conversion unit 7 includes a quarter-wave plate 18 and a reflection plate 19.
  • the P-polarized fourth light L4 enters the quarter-wave plate 18.
  • the 1/4 wavelength plate 18 is a retardation plate that has a phase difference of approximately 1/4 wavelength near the peak wavelength (also referred to as dominant wavelength) of the light emitted from the first laser light source 10.
  • the P-polarized fourth light L4 incident on the quarter-wave plate 18 is converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 18, and after its phase is inverted by the reflector plate 19, the fourth light L4 is converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 18.
  • the polarization is converted by the plate 18 to become S-polarized light.
  • the reflective plate 19 includes, for example, a glass substrate and a reflective film made of an aluminum film or a dielectric multilayer film formed on the glass substrate.
  • the fourth light L4 converted into S-polarized light by the polarization direction converter 7 is reflected by the first dichroic mirror 31 toward the second dichroic mirror 51.
  • the second light source device 2 in the first direction D1, the second light source device 2, the second plano-concave lens 25, the second diffuser plate 27, and the combining optical system 5 are connected to each other. 2 diffuser plate 27 and combining optical system 5 are arranged in this order.
  • the second diffuser plate 27 diffuses the second light L2 incident from the second plano-concave lens 25 side using the fine unevenness of the light exit surface on the combining optical system 5 side, and outputs the diffused light.
  • the combining optical system 5 includes a second dichroic mirror 51.
  • the second dichroic mirror 51 is arranged non-parallel to the first dichroic mirror 31.
  • the second dichroic mirror 51 reflects the second light L2 from the second light source device 2 in a second direction D2 to the side opposite to the first dichroic mirror 31 side, and from the first dichroic mirror 31 side in the second direction D2.
  • the incident fourth light L4 and fifth light L5 are transmitted. Therefore, the combining optical system 5 emits white light Lw that is a combination of the second light L2, the fourth light L4, and the fifth light L5.
  • the light source system 100 further includes a drive unit 34 that rotates the half-wave plate 32 around the optical axis.
  • the intensity of the first light L1 emitted from the half-wave plate 32 can be controlled by rotating the half-wave plate 32.
  • control device 8 controls each of the first drive circuit 16, the second drive circuit 26, and the drive unit 34.
  • the control device 8 controls each of the first drive circuit 16, the second drive circuit 26, and the drive unit 34 according to a signal given from an external device (for example, an input signal instructing at least one of dimming and color adjustment). control.
  • the control device 8 controls the first drive circuit 16 and the drive section 34 to control the intensity of the first light L1 (blue light) and the third light L3 (blue light) incident on the wavelength conversion section 4. , the intensity of the fourth light L4 that enters the combining optical system 5, and the intensity of the fifth light L5 (yellow light) that is emitted from the wavelength converter 4 and enters the combining optical system 5.
  • the control device 8 controls the second drive circuit 26, thereby controlling the intensity of the second light (red light) L2 that enters the combining optical system 5.
  • the control device 8 controls the second drive circuit 26, thereby controlling the intensity of the second light (red light) L2 that enters the combining optical system 5.
  • the control device 8 controls the second drive circuit 26, thereby controlling the intensity of the second light (red light) L2 that enters the combining optical system 5.
  • the control device 8 controls the second drive circuit 26, thereby controlling the intensity of the second light (red light) L2 that enters the combining optical system 5.
  • the control device 8 controls the second drive circuit 26, thereby controlling the intensity of the second light (red light) L2 that enters the combining optical system 5.
  • the control device 8 controls the second drive circuit 26, thereby controlling the intensity of the second light (red light) L2 that enters the combining optical system 5.
  • each of the first drive circuit 16, the second drive circuit 26, and the drive section 34 it is possible to dim and adjust the color of the white light Lw emitted from the
  • the control device 8 includes a computer system.
  • a computer system mainly consists of a processor and a memory as hardware.
  • the function of the control device 8 in the present disclosure is realized by the processor executing a program recorded in the memory of the computer system.
  • the program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through a telecommunications line, or may be recorded on a non-transitory storage medium readable by the computer system, such as a memory card, optical disc, hard disk drive, etc. may be provided.
  • a processor in a computer system is comprised of one or more electronic circuits including semiconductor integrated circuits (ICs) or large scale integrated circuits (LSIs).
  • the integrated circuits such as IC or LSI referred to herein have different names depending on the degree of integration, and include integrated circuits called system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration).
  • FPGAs Field-Programmable Gate Arrays
  • the plurality of electronic circuits may be integrated into one chip, or may be provided in a distributed manner over a plurality of chips.
  • a plurality of chips may be integrated into one device, or may be distributed and provided in a plurality of devices.
  • the computer system herein includes a microcontroller having one or more processors and one or more memories. Therefore, the microcontroller is also composed of one or more electronic circuits including semiconductor integrated circuits or large-scale integrated circuits.
  • the first drive circuit 16 is supplied with a power supply voltage from, for example, a first power supply circuit of a power supply unit.
  • the second drive circuit 26 is supplied with a power supply voltage from, for example, a second power supply circuit of a power supply unit.
  • the control device 8 is supplied with a power supply voltage from, for example, a third power supply circuit of a power supply unit.
  • the first power supply circuit, the second power supply circuit, and the third power supply circuit are not included in the components of the light source system 100, the present invention is not limited to this, and they may be included.
  • the light source system 100 includes a first light source device 1, a second light source device 2, a distribution section 3, a wavelength conversion section 4, a combining optical system 5, and a control device 8. and.
  • the first light source device 1 includes a first laser light source 10 and emits first light L1 having a first wavelength ⁇ 1.
  • the second light source device 2 includes a second laser light source 20 and emits second light L2 having a second wavelength ⁇ 2 that is longer than the first wavelength ⁇ 1.
  • the distribution unit 3 divides the first light L1 emitted from the first light source device 1 into third light L3 having a third wavelength ⁇ 3 having the same wavelength as the first wavelength ⁇ 1, and fourth light L3 having the same wavelength as the first wavelength ⁇ 1.
  • the fourth light L4 having a wavelength ⁇ 4 is distributed.
  • the wavelength converter 4 is excited by the third light L3 and emits fifth light L5 having an emission peak between the third wavelength ⁇ 3 and the second wavelength ⁇ 2.
  • the combining optical system 5 combines the second light L2, the fourth light L4, and the fifth light L5.
  • the control device 8 controls the light output of the second light source device 2 and the distribution ratio of the third light L3 and the fourth light L4 in the distribution section 3.
  • a relatively high correlated color temperature for example, 6500K
  • a relatively high correlated color temperature for example, 6500K
  • the correlated color temperature of the obtained white light is on the blackbody locus. Do not move.
  • the combined light of blue light emitted from a blue laser light source, green light emitted from a green laser light source, and red light emitted from a red laser light source has the problem of large speckle noise and poor color rendering. There is a problem.
  • the intensity of each of the light L5 and the second light L2 including red light emitted from the second light source device 2 can be adjusted, and the correlated color temperature of the combined light emitted from the combining optical system 5 can be adjusted. It can be adjusted in the range of at least 3000K or more and 5000K.
  • Correlated color temperature is used to represent the light color of a light source (here, light source system 100) and is defined as the absolute temperature of the blackbody radiation whose chromaticity coordinates are closest to the UV chromaticity coordinates of the light source.
  • Correlated color temperature is defined by JIS Z8113:1998, IEC 60050-845, etc.
  • the correlated color temperature is, for example, a value determined according to the correlated color temperature measurement method specified in JIS Z8725:1999.
  • the chromaticity coordinate of the blackbody radiation closest to the chromaticity coordinate of the light source is determined by drawing a perpendicular line from the point of the chromaticity coordinate of the light source to the blackbody radiation locus in CIE 1960 UCS (uniform-chromaticity-scale) chromaticity coordinates. It is found as the intersection point of time.
  • the distribution unit 3 connects the 1/2 wavelength plate 32, the polarizing beam splitter (first dichroic mirror 31), and the 1/2 wavelength plate 32 with the optical axis of the 1/2 wavelength plate 32 centered on the optical axis of the 1/2 wavelength plate 32. and a drive unit 34 that rotates as the drive unit rotates.
  • D UV is defined, for example, in JIS Z8725-1999.
  • d UV and D UV take positive values when the chromaticity coordinates of the white light Lw emitted from the light source (here, the light source system 100) are above the black body radiation locus, and when they are below the black body radiation locus, Takes a negative value.
  • the light source system 100 it is also possible to change the chromaticity coordinates of the combined light on the blackbody locus. "It is possible to change the chromaticity coordinates on the blackbody locus when the correlated color temperature of the synthesized light is changed" means that the D UV becomes 0.
  • the light source system 100 can improve color rendering. "Improving the color rendering properties" means, for example, improving the average color rendering index Ra.
  • the distribution unit 3 includes a light control device 35 (hereinafter also referred to as the first light control device 35) and a light control device 36 (hereinafter also referred to as the second light control device 36).
  • the light source system 100 is different from the light source system 100 according to the first embodiment in that the light source system 100 further includes the following.
  • the same components as those in the light source system 100 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the first light control device 35 is located between the first dichroic mirror 31 and the condenser lens 6 in the second direction D2.
  • the second light control device 36 is located between the first dichroic mirror 31 and the polarization direction converter 7 in the first direction D1.
  • the light source system 100 further includes a third drive circuit 351 that drives the first light control device 35 and a fourth drive circuit 361 that drives the second light control device 36.
  • Each of the first light control device 35 and the second light control device 36 is, for example, a liquid crystal element (liquid crystal panel).
  • the first light control device 35 and the second light control device 36 are controlled by the control device 8 .
  • the control device 8 controls the first dimming device 35 by controlling the third drive circuit 351 . More specifically, the control device 8 dims each of the third light L3 and the fifth light L5 by controlling the transmittance of the liquid crystal element constituting the first dimming device 35.
  • the control device 8 controls the second dimming device 36 by controlling the fourth drive circuit 361 . More specifically, the control device 8 dims the fourth light L4 by controlling the transmittance of the liquid crystal element that constitutes the second dimming device 36.
  • the control device 8 can also control the first dimming device 35 and the second dimming device 36 according to the input signals described in the first embodiment.
  • the light source system 100 according to the second embodiment includes the first light control device 35 and the second light control device 36, so that the light output changes within the light control range compared to the light source system 100 according to the first embodiment. It becomes possible to perform dimming control with a smaller width and color toning control with a smaller width of change in chromaticity within the toning range.
  • Embodiments 1 and 2 described above are only one of various embodiments of the present disclosure.
  • the first and second embodiments described above can be modified in various ways depending on the design, etc., as long as the objective of the present disclosure can be achieved.
  • the number of first laser light sources 10 included in the first light source device 1 is not limited to a plurality, and may be one.
  • the number of second laser light sources 20 included in the second light source device 2 is not limited to a plurality of numbers, and may be one.
  • the light source system 100 includes two light control devices 35 and 36, it is only necessary to include at least one of the two light control devices 35 and 36.
  • each of the first dimming device 35 and the second dimming device 36 is not limited to a liquid crystal element, and may be an electrophoretic element, for example.
  • the light source system (100) includes a first light source device (1), a second light source device (2), a distribution section (3), a wavelength conversion section (4), and a combining optical system ( 5) and a control device (8).
  • the first light source device (1) includes a first laser light source (10) and emits first light (L1) having a first wavelength ( ⁇ 1).
  • the second light source device (2) includes a second laser light source (20) and emits second light (L2) having a second wavelength ( ⁇ 2) that is longer than the first wavelength ( ⁇ 1).
  • the distribution unit (3) converts the first light (L1) emitted from the first light source device (1) into third light (L3) having a third wavelength ( ⁇ 3) having the same wavelength as the first wavelength ( ⁇ 1).
  • the wavelength converter (4) is configured to generate a fifth light (L3) that is excited by the third light (L3) and has an emission peak at a fifth wavelength ( ⁇ 5) between the third wavelength ( ⁇ 3) and the second wavelength ( ⁇ 2). L5) is emitted.
  • a combining optical system (5) combines the second light (L2), the fourth light (L4), and the fifth light (L5).
  • the control device (8) controls the light output of the second light source device (2) and the distribution ratio of the third light (L3) and the fourth light (L4) in the distribution section (3).
  • the light source system (100) according to the first aspect is capable of dimming and color adjustment, and can improve color rendering.
  • each of the first light (L1), the third light (L3), and the fourth light (L4) is blue light
  • the second light (L2) is red light
  • the fifth light (L5) is yellow light.
  • the fifth light (L5) is yellow light, it is possible to improve the color rendering properties of white light (Lw).
  • the first laser light source (10) includes a semiconductor laser with an emission wavelength of 440 nm or more and 470 nm or less.
  • the second laser light source (20) includes a semiconductor laser with an emission wavelength of 630 nm or more and 650 nm or less.
  • the wavelength converter (4) is excited by the third light (L3) and emits fluorescence having light components over the entire wavelength range of 500 nm or more and 600 nm or less.
  • the fifth light (L5) emitted by the wavelength converter (4) has a light component over the entire wavelength range of 500 nm or more and 600 nm or less, so that white light ( It becomes possible to improve the color rendering properties of Lw).
  • the distribution unit (3) includes a 1/2 wavelength plate (32) and a polarizing beam splitter (first dichroic mirror 31) and a drive section (34).
  • the drive unit (34) rotates the 1/2 wavelength plate (32) around the optical axis of the 1/2 wavelength plate (32).
  • the light source system (100) According to the light source system (100) according to the fourth aspect, it is possible to adjust the intensity of the first light (L1).
  • the distribution section (3) includes a dimming device (35) that modulates the third light (L3). include.
  • dimming control in which the width of change in light output within the dimming range is made smaller, and the width of change in chromaticity within the toning range is made smaller. It becomes possible to perform color toning control.
  • the distribution section (3) includes a dimming device (36) that modulates the fourth light (L4). include.
  • dimming control in which the width of change in light output within the dimming range is made smaller, and the width of change in chromaticity within the toning range is made smaller. It becomes possible to perform color toning control.
  • the distribution section (3) is a dimming device (35) that modulates the third light (L3). It includes a first light control device (35) and a second light control device (36) which is a light control device (36) that controls the fourth light (L4).
  • dimming control in which the width of change in light output within the dimming range is made smaller, and the width of change in chromaticity within the toning range is made smaller. It becomes possible to perform color toning control.
  • the light control device (35; 36) is a liquid crystal element or an electrophoretic element.
  • the control device (8) controls the first light source system (100) according to the input signal instructing at least one of dimming and color adjustment.
  • the light source device (1), the distribution section (3), and the second light source device (2) are each controlled.
  • control device (8) appropriately controls each of the first light source device (1), the distribution section (3), and the second light source device (2). It becomes possible to realize at least one of dimming and color adjustment according to the input signal.
  • First light source device 10 First laser light source 2 Second light source device 20 Second laser light source 3 Distribution section 31 First dichroic mirror (polarizing beam splitter) 32 1/2 wavelength plate 34 Drive section 35 Light control device (first light control device) 36 Light control device (second light control device) 4 Wavelength conversion section 5 Synthesizing optical system 8 Control device 100 Light source system L1 First light L2 Second light L3 Third light L4 Fourth light L5 Fifth light Lw White light ⁇ 1 First wavelength ⁇ 2 Second wavelength ⁇ 3 Third wavelength ⁇ 4 4th wavelength ⁇ 5 5th wavelength

Abstract

調光及び調色が可能でかつ演色性を向上させる。光源システム（１００）では、第１光源装置（１）は、第１レーザ光源を含み、第１波長の第１光（Ｌ１）を出射する。第２光源装置（２）は、第２レーザ光源を含み、第１波長よりも長波長である第２波長の第２光（Ｌ２）を出射する。分配部（３）は、第１光源装置（１）から出射された第１光（Ｌ１）を第１波長と同じ波長である第３波長の第３光（Ｌ３）と、第１波長と同じ波長である第４波長の第４光（Ｌ４）と、に分配する。波長変換部（４）は、第３光（Ｌ３）により励起されて第３波長と第２波長との間の第５波長に発光ピークを有する第５光（Ｌ５）を発光する。合成光学系（５）は、第２光（Ｌ２）と第４光（Ｌ４）と第５光（Ｌ５）とを合成する。制御装置（８）は、第２光源装置（２）の光出力及び分配部（３）での第３光（Ｌ３）と第４光（Ｌ４）との分配比を制御する。

Description

光源システム
　本開示は、一般に、光源システムに関し、より詳細には、レーザ光源を備える光源システムに関するものである。
　特許文献１は、赤色光源と、緑色光源と、青色光源と、合波プリズムと、を備えるディスプレイ装置を開示している。特許文献１に開示されたディスプレイ装置では、赤色光源として赤色半導体レーザを用い、青色光源として青色半導体レーザを用い、緑色光源としてＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザを用いている。
　特許文献１に開示された構成は、ディスプレイ装置の構成であり、照明用途に使用することは想定されておらず、調光及び調色が可能でかつ演色性の高いスペクトルを要求される照明用光源として使用することが難しい。
特開２００７－１５６４３８号公報
　本開示の目的は、調光及び調色が可能でかつ演色性を向上させることが可能な光源システムを提供することにある。
　本開示に係る一態様の光源システムは、第１光源装置と、第２光源装置と、分配部と、波長変換部と、合成光学系と、制御装置と、を備える。前記第１光源装置は、第１レーザ光源を含み、第１波長の第１光を出射する。前記第２光源装置は、第２レーザ光源を含み、第１波長よりも長波長である第２波長の第２光を出射する。前記分配部は、前記第１光源装置から出射された前記第１光を前記第１波長と同じ波長である第３波長の第３光と、前記第１波長と同じ波長である第４波長の第４光と、に分配する。前記波長変換部は、前記第３光により励起されて前記第３波長と前記第２波長との間の第５波長に発光ピークを有する第５光を発光する。前記合成光学系は、前記第２光と前記第４光と前記第５光とを合成する。前記制御装置は、前記第２光源装置の光出力及び前記分配部での前記第３光と前記第４光との分配比を制御する。
図１は、実施形態１に係る光源システムの概念図である。 図２Ａは、同上の光源システムにおいて第１レーザ光源から出射される光のスペクトルである。図２Ｂは、同上の光源システムにおいて第１レーザ光源から出射される光のスペクトルと波長変換部の波長変換要素の蛍光スペクトルとを含むスペクトルである。図２Ｃは、同上の光源システムにおいて第２レーザ光源から出射される光のスペクトルである。 図３は、同上の光源システムの構成図である。 図４は、同上の光源システムにおける第１ダイクロイックミラーの分光特性と第１光源装置から出射される第１光とを示すスペクトルである。 図５は、実施形態２に係る光源システムの構成図である。
　下記の実施形態１、２等において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　（実施形態１）
　以下では、実施形態１に係る光源システム１００について図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３及び４に基づいて説明する。
　（１．１）概要
　光源システム１００は、図１に示すように、第１光源装置１と、第２光源装置２と、分配部３と、波長変換部４と、合成光学系５と、制御装置８と、を備える。第１光源装置１は、第１レーザ光源１０（図３参照）を含み、第１波長λ１（図２Ａ参照）の第１光Ｌ１を出射する。第１光Ｌ１の第１波長λ１は、第１レーザ光源１０から出射される光の波長と同じである。第２光源装置２は、第２レーザ光源２０（図３参照）を含み、第１波長λ１よりも長波長である第２波長λ２（図２Ｃ参照）の第２光Ｌ２を出射する。第２光Ｌ２の第２波長λ２は、第２レーザ光源２０から出射される光の波長と同じである。分配部３は、第１光源装置１から出射された第１光Ｌ１を第１波長λ１と同じ波長である第３波長λ３（図２Ａ参照）の第３光Ｌ３と、第１波長λ１と同じ波長である第４波長λ４（図２Ａ参照）の第４光Ｌ４と、に分配する。波長変換部４は、第３光Ｌ３により励起されて第３波長λ３と第２波長λ２との間の第５波長λ５（図２Ｂ参照）に発光ピークを有する第５光Ｌ５を発光する。合成光学系５は、第２光Ｌ２と第４光Ｌ４と第５光Ｌ５とを合成する。制御装置８は、第２光源装置２の光出力及び分配部３での第３光Ｌ３と第４光Ｌ４との分配比を制御する。
　（１．２）光源システムの構成
　光源システム１００は、図３に示すように、第１光源装置１と、第２光源装置２と、分配部３と、波長変換部４と、合成光学系５と、制御装置８と、を備える。また、光源システム１００は、第１駆動回路１６と、第２駆動回路２６と、を備える。また、光源システム１００は、第１平凹レンズ１５と、第２平凹レンズ２５と、第２拡散板２７と、を更に備える。また、光源システム１００は、コンデンサレンズ６と、偏光方向変換部７と、を更に備える。
　第１光源装置１は、複数（例えば、２４個）の第１レーザ光源１０と、複数（例えば、２４個）の第１コリメートレンズ１１と、第１平凸レンズ１４と、を含む。また、第１光源装置１は、第１回路基板１２と、第１ヒートシンク１３と、を更に含む。
　第１光源装置１では、複数の第１レーザ光源１０が、第１回路基板１２に実装されている。第１回路基板１２は、例えば、プリント配線板である。複数の第１レーザ光源１０は、第１回路基板１２の主面上でマトリクス状（例えば、６×４のマトリクス状）に配置されている。第１ヒートシンク１３は、第１回路基板１２に接続されている。
　複数の第１レーザ光源１０の各々は、例えば、発光波長が４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の半導体レーザである。複数の第１レーザ光源１０は、第１駆動回路１６によって駆動される。第１光源装置１から出射される第１光Ｌ１の第１波長λ１は、各第１レーザ光源１０の出射光の波長と同じである。したがって、第１光Ｌ１は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する青色光である。複数の第１レーザ光源１０の各々から出射される青色光は、直線偏光で出射される。
　複数の第１コリメートレンズ１１は、複数の第１レーザ光源１０に一対一に対応する。複数の第１コリメートレンズ１１の各々は、複数の第１レーザ光源１０のうち対応する第１レーザ光源１０から出射された第１光Ｌ１をコリメートする。複数の第１コリメートレンズ１１でコリメートされた光は、第１平凸レンズ１４の凸面（光入射面）、第１平凸レンズ１４の平面（光出射面）を通って出射される。
　第２光源装置２は、複数（例えば、２４個）の第２レーザ光源２０と、複数の第２コリメートレンズ２１と、第２平凸レンズ２４と、第２回路基板２２と、第２ヒートシンク２３と、を含む。
　第２光源装置２では、複数の第２レーザ光源２０が、第２回路基板２２に実装されている。第２回路基板２２は、例えば、プリント配線板である。複数の第２レーザ光源２０は、第２回路基板２２の主面上でマトリクス状（例えば、６×４のマトリクス状）に配置されている。第２ヒートシンク２３は、第２回路基板２２に接続されている。
　複数の第２レーザ光源２０の各々は、例えば、発光波長が６３０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の半導体レーザである。第２光源装置２から出射される第２光Ｌ２の第２波長λ２は、各第２レーザ光源２０の出射光の波長と同じである。したがって、第２光Ｌ２は、６３０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する赤色光である。複数の第２レーザ光源２０の各々から出射される赤色光は、直線偏光で出射される。
　複数の第２コリメートレンズ２１は、複数の第２レーザ光源２０に一対一に対応する。複数の第２コリメートレンズ２１の各々は、複数の第２レーザ光源２０のうち対応する第２レーザ光源２０から出射された第２光Ｌ２をコリメートする。複数の第２コリメートレンズ２１でコリメートされた光は、第２平凸レンズ２４の凸面（光入射面）、第２平凸レンズ２４の平面（光出射面）を通って出射される。
　第１平凹レンズ１５は、第１方向Ｄ１において、第１光源装置１と分配部３との間に配置されている。第１平凹レンズ１５は、平面（光入射面）及び凹面（光出射面）を有し、第１方向Ｄ１において、第１平凹レンズ１５の平面が第１光源装置１側に位置し、第１平凹レンズ１５の凹面が分配部３側に位置するように配置されている。第１平凹レンズ１５のレンズ径は、第１平凸レンズ１４のレンズ径よりも小さい。
　第２平凹レンズ２５は、第１方向Ｄ１において、第２光源装置２と合成光学系５との間に配置されている。第２平凹レンズ２５は、平面（光入射面）及び凹面（光出射面）を有し、第１方向Ｄ１において、第２平凹レンズ２５の平面が第２光源装置２側に位置し、第２平凹レンズ２５の凹面が合成光学系５側に位置するように配置されている。第２平凹レンズ２５のレンズ径は、第２平凸レンズ２４のレンズ径よりも小さい。
　分配部３は、１／２波長板３２（波長板）と、第１拡散板３３と、第１ダイクロイックミラー３１（偏光ビームスプリッタ）と、を含む。分配部３では、第１方向Ｄ１において、１／２波長板３２、第１拡散板３３及び第１ダイクロイックミラー３１が、第１光源装置１側から、１／２波長板３２、第１拡散板３３及び第１ダイクロイックミラー３１の順に並んでいる。
　１／２波長板３２は、第１レーザ光源１０の主波長での位相差が略１／２波長となる位相差板であり、入射する直線偏光の偏光方向を変換する。１／２波長板３２は、例えば、第１ダイクロイックミラー３１へ入射する光のＳ偏光成分が８０％、Ｐ偏光成分が２０％となるように配置されているが、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との割合は、８０％：２０％に限らず、例えば、９０％：１０％でもよいし、７０％：３０％でもよい。
　第１拡散板３３は、１／２波長板３２側から入射した光を第１ダイクロイックミラー３１側の光出射面の微細な凹凸形状により拡散して出射させる。
　光源システム１００では、第１方向Ｄ１において、第１光源装置１、第１平凹レンズ１５、１／２波長板３２、第１拡散板３３、第１ダイクロイックミラー３１及び偏光方向変換部７が、第１光源装置１、第１平凹レンズ１５、１／２波長板３２、第１拡散板３３、第１ダイクロイックミラー３１及び偏光方向変換部７の順に並んでいる。また、光源システム１００では、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２において、合成光学系５、第１ダイクロイックミラー３１、コンデンサレンズ６及び波長変換部４が、合成光学系５、第１ダイクロイックミラー３１、コンデンサレンズ６及び波長変換部４の順に並んでいる。第１ダイクロイックミラー３１は、第１光源装置１からの第１光Ｌ１の一部を反射し、残りの一部を透過する。光源システム１００では、第１光源装置１から出射された第１光Ｌ１のうち第１ダイクロイックミラー３１において波長変換部４側へ反射された光が第３光Ｌ３である。また、光源システム１００では、第１光源装置１から出射された第１光Ｌ１のうち第１ダイクロイックミラー３１を透過した光が第４光Ｌ４である。
　図４は、第１ダイクロイックミラー３１の分光特性と、第１レーザ光源１０から出射される光の発光スペクトルＢ１を示す。第１レーザ光源１０から出射される光の発光スペクトルＢ１は、第１光源装置１から出射される第１光Ｌ１のスペクトルと同じである。第１ダイクロイックミラー３１の分光特性は、波長に対する透過率で示されている。図４のＡ１は、Ｐ偏光成分に対する分光特性を示し、図４のＡ２は、Ｓ偏光成分に対する分光特性を示す。発光スペクトルＢ１は、波長に対する相対強度で示されている。ダイクロイックミラー３１は波長４４５ｎｍ付近の第１光Ｌ１のＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する。光源システム１００では、上述の第３光Ｌ３が、第１光Ｌ１のうち第１ダイクロイックミラー３１で反射されたＳ偏光成分を含み、上述の第４光Ｌ４が、第１光Ｌ１のうち第１ダイクロイックミラー３１を透過したＰ偏光成分を含む。
　第３光Ｌ３（第１光Ｌ１のうち第１ダイクロイックミラー３１で反射されたＳ偏光成分）は、コンデンサレンズ６により集光され、波長変換部４に入射する。
　波長変換部４は、第３光Ｌ３により励起されて第５光Ｌ５の波長の光を発光する第１波長変換要素を含む。第３光Ｌ３は、例えば、青色光である。第５光Ｌ５は、黄色光である。
　波長変換部４は、波長変換部４に入射した第３光Ｌ３によって波長変換部４の含む波長変換要素が励起され、黄色光を含む第５光Ｌ５を発する。第５光Ｌ５は、５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲全体にわたって光成分を有する蛍光である。
　波長変換部４は、例えば、透光性材料部と、蛍光体粒子と、を含む。この場合、波長変換部４は、透光性材料部と蛍光体粒子との混合体により形成されている。波長変換部４では、透光性材料部内に多数の蛍光体粒子が存在している。透光性材料部の材料（透光性材料）は、可視光に対する透過率が高い材料が好ましい。透光性材料は、例えば、シリコーン系樹脂である。「シリコーン系樹脂」とは、例えば、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等である。蛍光体粒子としては、例えば、黄色の光を放射する黄色蛍光体粒子を採用することができる。黄色蛍光体粒子から放射される光（蛍光）は、例えば、５３０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長域にピーク波長がある発光スペクトルを有するのが好ましい。蛍光体粒子は、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋であるが、これに限らない。図２Ｂは、発光波長４４５ｎｍのレーザ光によってＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋を励起させたときに波長変換部４から出射される光のスペクトルの一例を示す。
　光源システム１００は、図３に示すように、ガラス基板４１と、反射膜４２と、モータ４３と、を更に備える。ガラス基板４１は、その厚さ方向が第２方向Ｄ２と平行になるように配置されている。ガラス基板４１は、モータ４３の回転軸に連結されている。モータ４３は、ガラス基板４１を回転させる。反射膜４２は、波長変換部４とガラス基板４１との間に介在しており、可視光を反射する誘電体多層膜である。波長変換部４は、第２方向Ｄ２から見てリング状である。第２方向Ｄ２から見てガラス基板４１の外縁は、円形状である。
　波長変換部４からコンデンサレンズ６側へ出射された第５光Ｌ５は、コンデンサレンズ６によりコリメートされ、第１ダイクロイックミラー３１及び合成光学系５を通して出射される。
　偏光方向変換部７は、第１光Ｌ１のうち第１ダイクロイックミラー３１を透過したＰ偏光成分（第４光Ｌ４）をＳ偏光に変換する。偏光方向変換部７によりＳ偏光に変換された第４光Ｌ４は、第１ダイクロイックミラー３１により第２ダイクロイックミラー５１へ向けて反射される。
　偏光方向変換部７は、１／４波長板１８と、反射板１９と、を含む。光源システム１００では、Ｐ偏光の第４光Ｌ４は、１／４波長板１８に入射する。１／４波長板１８は、第１レーザ光源１０から出射される光のピーク波長（主波長ともいう）近傍で位相差が略１／４波長となる位相差板である。光源システム１００では、１／４波長板１８に入射したＰ偏光の第４光Ｌ４は１／４波長板１８で円偏光に変換され、反射板１９で位相が反転した後、再び１／４波長板１８で偏光変換されてＳ偏光になる。反射板１９は、例えば、ガラス基板と、ガラス基板上に形成されたアルミニウム膜又は誘電体多層膜からなる反射膜と、を含む。偏光方向変換部７でＳ偏光に変換された第４光Ｌ４は、第１ダイクロイックミラー３１により第２ダイクロイックミラー５１へ向けて反射される。
　また、光源システム１００では、第１方向Ｄ１において、第２光源装置２、第２平凹レンズ２５、第２拡散板２７及び合成光学系５が、第２光源装置２、第２平凹レンズ２５、第２拡散板２７及び合成光学系５の順に並んでいる。
　第２拡散板２７は、第２平凹レンズ２５側から入射した第２光Ｌ２を合成光学系５側の光出射面の微細な凹凸形状により拡散して出射させる。
　合成光学系５は、第２ダイクロイックミラー５１を含む。第２ダイクロイックミラー５１は、第１ダイクロイックミラー３１とは非平行となるように配置されている。第２ダイクロイックミラー５１は、第２光源装置２からの第２光Ｌ２を第２方向Ｄ２において第１ダイクロイックミラー３１側とは反対側へ反射させ、第２方向Ｄ２において第１ダイクロイックミラー３１側から入射する第４光Ｌ４及び第５光Ｌ５を透過させる。したがって、合成光学系５からは、第２光Ｌ２と第４光Ｌ４と第５光Ｌ５とが合成された白色光Ｌｗが出射される。
　また、光源システム１００は、１／２波長板３２の光軸を中心として回転させる駆動部３４を更に備える。光源システム１００では、１／２波長板３２を回転させることにより、１／２波長板３２から出射する第１光Ｌ１の強度を制御することができる。
　また、光源システム１００では、制御装置８が、第１駆動回路１６、第２駆動回路２６及び駆動部３４それぞれを制御する。
　制御装置８は、例えば、外部装置から与えられた信号（例えば、調光と調色との少なくとも一方を指示する入力信号）に従って、第１駆動回路１６、第２駆動回路２６及び駆動部３４それぞれを制御する。光源システム１００では、制御装置８が第１駆動回路１６及び駆動部３４を制御することによって、第１光Ｌ１（青色光）の強度、波長変換部４に入射する第３光Ｌ３（青色光）の強度、合成光学系５に入射する第４光Ｌ４の強度、及び波長変換部４から出射されて合成光学系５に入射する第５光Ｌ５（黄色光）の強度を制御することができる。また、光源システム１００では、制御装置８が第２駆動回路２６を制御することによって、合成光学系５に入射する第２光（赤色光）Ｌ２の強度を制御することができる。光源システム１００では、第１駆動回路１６、第２駆動回路２６及び駆動部３４それぞれを制御することによって、合成光学系５から出射される白色光Ｌｗの調光、調色が可能となる。白色光Ｌｗの色温度を、照明用光源の色温度として求められる３０００Ｋ以上６５００Ｋの範囲で変化させることが可能となる。ここで、光源システム１００では、白色光Ｌｗの色度を黒体軌跡に沿って変化させることが可能となる。
　制御装置８は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御装置８としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。
　光源システム１００では、第１駆動回路１６には、例えば、電源ユニットの第１電源回路から電源電圧が供給される。また、第２駆動回路２６には、例えば、電源ユニットの第２電源回路から電源電圧が供給される。また、制御装置８には、例えば、電源ユニットの第３電源回路から電源電圧が供給される。第１電源回路、第２電源回路及び第３電源回路は、光源システム１００の構成要素に含まれないが、これに限らず、含まれてもよい。
　（１．３）まとめ
　実施形態１に係る光源システム１００は、第１光源装置１と、第２光源装置２と、分配部３と、波長変換部４と、合成光学系５と、制御装置８と、を備える。第１光源装置１は、第１レーザ光源１０を含み、第１波長λ１の第１光Ｌ１を出射する。第２光源装置２は、第２レーザ光源２０を含み、第１波長λ１よりも長波長である第２波長λ２の第２光Ｌ２を出射する。分配部３は、第１光源装置１から出射された第１光Ｌ１を第１波長λ１と同じ波長である第３波長λ３の第３光Ｌ３と、第１波長λ１と同じ波長である第４波長λ４の第４光Ｌ４と、に分配する。波長変換部４は、第３光Ｌ３により励起されて第３波長λ３と第２波長λ２との間に発光ピークを有する第５光Ｌ５を発光する。合成光学系５は、第２光Ｌ２と第４光Ｌ４と第５光Ｌ５とを合成する。制御装置８は、第２光源装置２の光出力及び分配部３での第３光Ｌ３と第４光Ｌ４との分配比を制御する。
　実施形態１に係る光源システム１００によれば、調光及び調色が可能でかつ演色性を向上させることが可能となる。
　ところで、青色レーザ光源から出射される青色光と黄色蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）から放射される黄色光とを合成して白色光を実現する場合、比較的高い相関色温度（例えば、６５００Ｋ）の白色光を実現することができるが、照明用光源として必要な３０００Ｋ～６０００Ｋの範囲をカバーできない。また、青色レーザ光源から出射される青色光と黄色蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）から放射される黄色光とのバランスを調整しても、得られる白色光の相関色温度は黒体軌跡上を移動しない。また、比較的色温度の低い白色光を実現するためにＥｕで付活された（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３（「ＳＣＡＳＮ」と呼ばれている。）又はＥｕで付活されたＣａＡｌＳｉＮ３（「ＣＡＳＮ」と呼ばれている。）を用いた場合、レーザ光による高密度励起では発光効率が顕著に低下してしまう。
　また、青色レーザ光源から出射される青色光と緑色レーザ光源から出射される緑色光と赤色レーザ光源から出射される赤色光との合成光では、スペックルノイズが大きいという問題と、演色性が低いという問題がある。
　実施形態１に係る光源システム１００では、第１レーザ光源１０を含む第１光源装置１から出射される青色光を含む第１光Ｌ１と、波長変換部４から出射される黄色光を含む第５光Ｌ５と、第２光源装置２から出射される赤色光を含む第２光Ｌ２と、のそれぞれの強度を調整することができ、合成光学系５から出射される合成光の相関色温度を、少なくとも３０００Ｋ以上５０００Ｋの範囲で調整することができる。相関色温度は、光源（ここでは、光源システム１００）の光色を表すものとして使用されるもので、その光源のｕｖ色度座標に最も近い色度座標をもつ黒体放射の絶対温度として定義される。相関色温度は、ＪＩＳ　Ｚ８１１３：１９９８やＩＥＣ　６００５０－８４５等で定義されている。相関色温度は、例えば、ＪＩＳ　Ｚ８７２５：１９９９で規定されている相関色温度の測定方法に従って求める値である。光源の色度座標から最も近い黒体放射のもつ色度座標は、ＣＩＥ　１９６０　ＵＣＳ（uniform-chromaticity-scale）色度座標において光源の色度座標の点から、黒体放射軌跡に垂線を下したときの交点として求められる。
　また、光源システム１００では、分配部３が、１／２波長板３２と、偏光ビームスプリッタ（第１ダイクロイックミラー３１）と、１／２波長板３２を１／２波長板３２の光軸を中心として回転させる駆動部３４と、を備える。これにより、実施形態１に係る光源システム１００は、合成光の相関色温度を変化させる場合に、ＤＵＶの絶対値を、より小さくすることが可能となる。ＤＵＶは、例えば、ＪＩＳ　Ｚ８７２５－１９９９で定義されている。ＤＵＶは、ＣＩＥ　１９６０　ＵＣＳ色度座標の黒体放射軌跡からの偏差であるｄＵＶを１０００倍した値（ＤＵＶ＝１０００ｄＵＶ）である。ｄＵＶ及びＤＵＶは、光源（ここでは、光源システム１００）から出射される白色光Ｌｗの色度座標が黒体放射軌跡の上側にあるときは正の値をとり、下側にあるときは負の値をとる。光源システム１００では、合成光の色度座標を黒体軌跡上で変化させることも可能となる。「合成光の相関色温度を変化させたときに色度座標を黒体軌跡上で変化させることが可能」とは、ＤＵＶが０となることを意味する。
　また、光源システム１００は、演色性を向上させることが可能となる。「演色性を向上させる」とは、例えば、平均演色評価数Ｒａを向上させることを意味する。
　（実施形態２）
　以下、実施形態２に係る光源システム１００について、図５に基づいて説明する。
　実施形態２に係る光源システム１００は、分配部３が、調光デバイス３５（以下、第１調光デバイス３５ともいう）と、調光デバイス３６（以下、第２調光デバイス３６ともいう）と、を更に備える点で、実施形態１に係る光源システム１００と相違する。実施形態２に係る光源システム１００に関し、実施形態１に係る光源システム１００と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　第１調光デバイス３５は、第２方向Ｄ２において、第１ダイクロイックミラー３１とコンデンサレンズ６との間に位置している。
　第２調光デバイス３６は、第１方向Ｄ１において、第１ダイクロイックミラー３１と偏光方向変換部７との間に位置している。
　また、実施形態２に係る光源システム１００は、第１調光デバイス３５を駆動する第３駆動回路３５１と、第２調光デバイス３６を駆動する第４駆動回路３６１と、を更に備える。
　第１調光デバイス３５及び第２調光デバイス３６の各々は、例えば、液晶素子（液晶パネル）である。第１調光デバイス３５及び第２調光デバイス３６は、制御装置８によって制御される。制御装置８は、第３駆動回路３５１を制御することによって第１調光デバイス３５を制御する。より詳細には、制御装置８は、第１調光デバイス３５を構成する液晶素子の、透過率を制御することにより、第３光Ｌ３及び第５光Ｌ５それぞれを調光する。制御装置８は、第４駆動回路３６１を制御することによって第２調光デバイス３６を制御する。より詳細には、制御装置８は、第２調光デバイス３６を構成する液晶素子の、透過率を制御することにより、第４光Ｌ４を調光する。制御装置８は、実施形態１において説明した入力信号に従って第１調光デバイス３５及び第２調光デバイス３６も制御することが可能である。
　実施形態２に係る光源システム１００は、第１調光デバイス３５及び第２調光デバイス３６を備えることにより、実施形態１に係る光源システム１００と比べて、調光範囲内での光出力の変化幅をより小さくした調光制御、及び、調色範囲内での色度の変化幅をより小さくした調色制御を行うことが可能となる。
　（変形例）
　上記の実施形態１、２は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態１、２は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　例えば、第１光源装置１に含まれる第１レーザ光源１０の数は、複数に限らず、１でもよい。また、第２光源装置２に含まれる第２レーザ光源２０の数は、複数に限らず、１でもよい。
　また、実施形態２に係る光源システム１００は、２つの調光デバイス３５，３６を備えているが、２つの調光デバイス３５，３６のうち少なくとも一方の調光デバイスを備えていればよい。
　また、実施形態２の光源システム１００において、第１調光デバイス３５及び第２調光デバイス３６の各々は、液晶素子に限らず、例えば、電気泳動素子であってもよい。
　（態様）
　以上説明した実施形態１、２等から本明細書には以下の態様が開示されている。
　第１の態様に係る光源システム（１００）は、第１光源装置（１）と、第２光源装置（２）と、分配部（３）と、波長変換部（４）と、合成光学系（５）と、制御装置（８）と、を備える。第１光源装置（１）は、第１レーザ光源（１０）を含み、第１波長（λ１）の第１光（Ｌ１）を出射する。第２光源装置（２）は、第２レーザ光源（２０）を含み、第１波長（λ１）よりも長波長である第２波長（λ２）の第２光（Ｌ２）を出射する。分配部（３）は、第１光源装置（１）から出射された第１光（Ｌ１）を第１波長（λ１）と同じ波長である第３波長（λ３）の第３光（Ｌ３）と、第１波長（λ１）と同じ波長である第４波長（λ４）の第４光（Ｌ４）と、に分配する。波長変換部（４）は、第３光（Ｌ３）により励起されて第３波長（λ３）と第２波長（λ２）との間の第５波長（λ５）に発光ピークを有する第５光（Ｌ５）を発光する。合成光学系（５）は、第２光（Ｌ２）と第４光（Ｌ４）と第５光（Ｌ５）とを合成する。制御装置（８）は、第２光源装置（２）の光出力及び分配部（３）での第３光（Ｌ３）と第４光（Ｌ４）との分配比を制御する。
　第１の態様に係る光源システム（１００）は、調光及び調色が可能でかつ演色性を向上させることが可能となる。
　第２の態様に係る光源システム（１００）では、第１の態様において、第１光（Ｌ１）、第３光（Ｌ３）及び第４光（Ｌ４）の各々が青色光であり、第２光（Ｌ２）が赤色光であり、第５光（Ｌ５）が黄色光である。
　第２の態様に係る光源システム（１００）によれば、第５光（Ｌ５）が黄色光であることにより、白色光（Ｌｗ）の演色性を向上させることが可能となる。
　第３の態様に係る光源システム（１００）では、第１の態様において、第１レーザ光源（１０）は、発光波長が４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の半導体レーザを含む。第２レーザ光源（２０）は、発光波長が６３０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の半導体レーザを含む。波長変換部（４）は、第３光（Ｌ３）により励起されて５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲全体にわたって光成分を有する蛍光を発する。
　第３の態様に係る光源システム（１００）によれば、波長変換部（４）が発光する第５光（Ｌ５）が５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲全体にわたって光成分を有することにより、白色光（Ｌｗ）の演色性を向上させることが可能となる。
　第４の態様に係る光源システム（１００）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、分配部（３）は、１／２波長板（３２）と、偏光ビームスプリッタ（第１ダイクロイックミラー３１）と、駆動部（３４）と、を含む。駆動部（３４）は、１／２波長板（３２）を１／２波長板（３２）の光軸を中心として回転させる。
　第４の態様に係る光源システム（１００）によれば、第１光（Ｌ１）の強度を調整することが可能となる。
　第５の態様に係る光源システム（１００）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、分配部（３）は、第３光（Ｌ３）を調光する調光デバイス（３５）を含む。
　第５の態様に係る光源システム（１００）によれば、調光範囲内での光出力の変化幅をより小さくした調光制御、及び、調色範囲内での色度の変化幅をより小さくした調色制御を行うことが可能となる。
　第６の態様に係る光源システム（１００）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、分配部（３）は、第４光（Ｌ４）を調光する調光デバイス（３６）を含む。
　第６の態様に係る光源システム（１００）によれば、調光範囲内での光出力の変化幅をより小さくした調光制御、及び、調色範囲内での色度の変化幅をより小さくした調色制御を行うことが可能となる。
　第７の態様に係る光源システム（１００）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、分配部（３）は、第３光（Ｌ３）を調光する調光デバイス（３５）である第１調光デバイス（３５）と、第４光（Ｌ４）を調光する調光デバイス（３６）である第２調光デバイス（３６）と、を含む。
　第７の態様に係る光源システム（１００）によれば、調光範囲内での光出力の変化幅をより小さくした調光制御、及び、調色範囲内での色度の変化幅をより小さくした調色制御を行うことが可能となる。
　第８の態様に係る光源システム（１００）では、第５～７の態様のいずれか一つにおいて、調光デバイス（３５；３６）は、液晶素子又は電気泳動素子である。
　第９の態様に係る光源システム（１００）では、第１～８の態様のいずれか一つにおいて、制御装置（８）は、調光と調色との少なくとも一方を指示する入力信号に従って第１光源装置（１）、分配部（３）及び第２光源装置（２）それぞれを制御する。
　第９の態様に係る光源システム（１００）によれば、制御装置（８）が第１光源装置（１）、分配部（３）及び第２光源装置（２）それぞれを適宜制御することにより、入力信号に応じた調光と調色との少なくとも一方を実現することが可能となる。
　１　第１光源装置
　１０　第１レーザ光源
　２　第２光源装置
　２０　第２レーザ光源
　３　分配部
　３１　第１ダイクロイックミラー（偏光ビームスプリッタ）
　３２　１／２波長板
　３４　駆動部
　３５　調光デバイス（第１調光デバイス）
　３６　調光デバイス（第２調光デバイス）
　４　波長変換部
　５　合成光学系
　８　制御装置
　１００　光源システム
　Ｌ１　第１光
　Ｌ２　第２光
　Ｌ３　第３光
　Ｌ４　第４光
　Ｌ５　第５光
　Ｌｗ　白色光
　λ１　第１波長
　λ２　第２波長
　λ３　第３波長
　λ４　第４波長
　λ５　第５波長

Claims (9)

  1. 　第１レーザ光源を含み、第１波長の第１光を出射する第１光源装置と、
    　第２レーザ光源を含み、第１波長よりも長波長である第２波長の第２光を出射する第２光源装置と、
    　前記第１光源装置から出射された前記第１光を前記第１波長と同じ波長である第３波長の第３光と、前記第１波長と同じ波長である第４波長の第４光と、に分配する分配部と、
    　前記第３光により励起されて前記第３波長と前記第２波長との間の第５波長に発光ピークを有する第５光を発光する波長変換部と、
    　前記第２光と前記第４光と前記第５光とを合成する合成光学系と、
    　前記第２光源装置の光出力及び前記分配部での前記第３光と前記第４光との分配比を制御する制御装置と、を備える、
    　光源システム。
  2. 　前記第１光、前記第３光及び前記第４光の各々が青色光であり、
    　前記第２光が赤色光であり、
    　前記第５光が黄色光である、
    　請求項１に記載の光源システム。
  3. 　前記第１レーザ光源は、発光波長が４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の半導体レーザを含み、
    　前記第２レーザ光源は、発光波長が６３０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の半導体レーザを含む、
    　前記波長変換部は、前記第３光により励起されて５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲全体にわたって光成分を有する蛍光を発する、
    　請求項１に記載の光源システム。
  4. 　前記分配部は、
    　　１／２波長板と、
    　　偏光ビームスプリッタと、
    　　前記１／２波長板を前記１／２波長板の光軸を中心として回転させる駆動部と、を含む、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の光源システム。
  5. 　前記分配部は、
    　　前記第３光を調光する調光デバイスを含む、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の光源システム。
  6. 　前記分配部は、
    　　前記第４光を調光する調光デバイスを含む、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の光源システム。
  7. 　前記分配部は、
    　　前記第３光を調光する調光デバイスである第１調光デバイスと、
    　　前記第４光を調光する調光デバイスである第２調光デバイスと、を含む、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の光源システム。
  8. 　前記調光デバイスは、液晶素子又は電気泳動素子である、
    　請求項５～７のいずれか一項に記載の光源システム。
  9. 　前記制御装置は、調光と調色との少なくとも一方を指示する入力信号に従って前記第１光源装置、前記分配部及び前記第２光源装置それぞれを制御する、
    　請求項１～８のいずれか一項に記載の光源システム。
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