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公開番号2025158821
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024061716
出願日2024-04-05
発明の名称光源装置、画像投影装置および調整方法
出願人株式会社リコー
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G03B 21/14 20060101AFI20251009BHJP(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】スポークタイムにおける光の利用効率を向上させることができる光源装置、画像投影装置および調整方法を提供する。
【解決手段】第1光源と、第1光源から出射された光源光から互いに異なる複数の波長の光源光を出射させる複数の領域を有する第1蛍光体ホイールと、を含む第1光源モジュールと、第2光源と、第2光源から出射された光源光から互いに異なる複数の波長の光源光を出射させる複数の領域を有する第2蛍光体ホイールと、を含む第2光源モジュールと、複数のフィルタ領域を含むカラーホイールと、を備え、カラーホイールは、複数のフィルタ領域の境界部であるカラースポークが、第1カラー側スポットから第2カラー側スポットの順に、または、第2カラー側スポットから第1カラー側スポットの順に通過するように配置されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１光源と、前記第１光源から出射された光源光の波長とは異なる波長の光源光をそれぞれ出射させる複数の領域、または、前記第１光源から出射された光源光を出射させる領域と、該光源光とは異なる波長の光源光を出射させる領域とを含む複数の領域を有し、円盤形状の中心を回転軸として回転する第１蛍光体ホイールと、を含む第１光源モジュールと、
第２光源と、前記第２光源から出射された光源光の波長とは異なる波長の光源光をそれぞれ出射させる複数の領域、または、前記第２光源から出射された光源光を出射させる領域と、該光源光とは異なる波長の光源光を出射させる領域とを含む複数の領域を有し、円盤形状の中心を回転軸として回転する第２蛍光体ホイールと、を含む第２光源モジュールと、
互いに異なる透過率を有する複数のフィルタ領域を含み、円盤形状の中心を回転軸として回転するカラーホイールと、
を備え、
前記第１蛍光体ホイールは、前記第１光源から照射された光源光により第１蛍光体側スポットが形成され、
前記第２蛍光体ホイールは、前記第２光源から照射された光源光により第２蛍光体側スポットが形成され、
前記カラーホイールは、
前記第１光源モジュールで生成された光源光により第１カラー側スポットが形成され、
前記第２光源モジュールで生成された光源光により第２カラー側スポットが形成され、
前記複数のフィルタ領域の境界部であるカラースポークが、前記第１カラー側スポットから前記第２カラー側スポットの順に、または、前記第２カラー側スポットから前記第１カラー側スポットの順に通過するように配置された光源装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１カラー側スポットの中心は、前記第２カラー側スポットの中心とずれている請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記カラースポークが前記第１カラー側スポットを通過するときに、前記第１蛍光体ホイールの前記複数の領域の境界部である第１蛍光体スポークが前記第１蛍光体側スポットを通過し、
前記カラースポークが前記第２カラー側スポットを通過するときに、前記第２蛍光体ホイールの前記複数の領域の境界部である第２蛍光体スポークが前記第２蛍光体側スポットを通過する請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記カラースポークが前記第１カラー側スポットの中心を通過するときと、前記第２カラー側スポットの中心を通過するときとの時間差は、前記第１蛍光体スポークが前記第１蛍光体側スポットを通過するときと、前記第２蛍光体スポークが前記第２蛍光体側スポットを通過するときとの時間差と一致する請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記カラースポークは、前記第１蛍光体スポークが前記第１蛍光体側スポットを通過する時間内に、前記第１カラー側スポットを通過する請求項３に記載の光源装置。
【請求項６】
前記カラースポークは、前記第２蛍光体スポークが前記第２蛍光体側スポットを通過する時間内に、前記第２カラー側スポットを通過する請求項３に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１光源および前記第２光源は、前記光源光として青色光を出射し、
前記複数の領域は、前記青色光を該青色光の波長よりも長い波長に変換する波長変換領域を含む請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項８】
請求項１または２に記載の光源装置と、
前記カラーホイールを通過した光源光を、長辺および短辺を有する矩形状の入射面から入射させて均一化するライトトンネルと、
を含み、
前記入射面に入射する前記第１光源モジュールからの光源光の集光点と、前記第２光源モジュールからの光源光の集光点とが並ぶ方向が、該入射面の長辺方向と一致する画像投影装置。
【請求項９】
前記ライトトンネルを通過した光源光を、画像を含む画像光に変換する二次元光変調器と、
前記二次元光変調器により変換された画像光を投射する投射光学系と、
を含む請求項８に記載の画像投影装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の光源装置の調整方法であって、
前記カラーホイールの前記カラースポークが前記第１カラー側スポットを通過するときに、前記第１蛍光体ホイールの前記第１蛍光体スポークが前記第１蛍光体側スポットを通過するように調整するステップと、
前記カラーホイールの前記カラースポークが前記第２カラー側スポットを通過するときに、前記第２蛍光体ホイールの前記第２蛍光体スポークが前記第１蛍光体側スポットを通過するように調整するステップと、
を有する調整方法。
（【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、光源装置、画像投影装置および調整方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
回転体の円周領域に複数のダイクロイックフィルタ等の複数のフィルタを配置した円盤状のカラーホイールを回転させることによって、当該複数のフィルタを順次切り替え、それぞれのフィルタで得られる色を照明光とする照明技術が一般的に知られている。カラーホイールを利用する際には、フィルタの境界部（スポーク）が光源光のスポットを通過する時間（スポークタイム）において、隣り合う異なる透過特性を有するフィルタが当該スポットを通過するため、当該時間内では混色が生じる。このスポークタイムはなくすことはできないため、混色する時間を短縮する必要がある。
【０００３】
このようなカラーホイールを用いた技術として、波長変換領域と、反射領域とが形成された蛍光体ホイール（波長変換ホイール）を回転させ、順次波長変換領域と反射領域とに光源光を照射することによって、光源光の色（例えば青）と、当該光源光とは異なる波長帯域の色（例えば黄色）とを時間順次に生成する光源ユニットを２つ用い、それぞれの光源ユニットの蛍光体ホイールの回転のタイミングを合わせる技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、２つの光源ユニットのそれぞれの蛍光体ホイールの回転のタイミングをそろえると、スポークタイムにおける光の利用効率を低下させるという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スポークタイムにおける光の利用効率を向上させることができる光源装置、画像投影装置および調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１光源と、前記第１光源から出射された光源光の波長とは異なる波長の光源光をそれぞれ出射させる複数の領域、または、前記第１光源から出射された光源光を出射させる領域と、該光源光とは異なる波長の光源光を出射させる領域とを含む複数の領域を有し、円盤形状の中心を回転軸として回転する第１蛍光体ホイールと、を含む第１光源モジュールと、第２光源と、前記第２光源から出射された光源光の波長とは異なる波長の光源光をそれぞれ出射させる複数の領域、または、前記第２光源から出射された光源光を出射させる領域と、該光源光とは異なる波長の光源光を出射させる領域とを含む複数の領域を有し、円盤形状の中心を回転軸として回転する第２蛍光体ホイールと、を含む第２光源モジュールと、互いに異なる透過率を有する複数のフィルタ領域を含み、円盤形状の中心を回転軸として回転するカラーホイールと、を備え、前記第１蛍光体ホイールは、前記第１光源から照射された光源光により第１蛍光体側スポットが形成され、前記第２蛍光体ホイールは、前記第２光源から照射された光源光により第２蛍光体側スポットが形成され、前記カラーホイールは、前記第１光源モジュールで生成された光源光により第１カラー側スポットが形成され、前記第２光源モジュールで生成された光源光により第２カラー側スポットが形成され、前記複数のフィルタ領域の境界部であるカラースポークが、前記第１カラー側スポットから前記第２カラー側スポットの順に、または、前記第２カラー側スポットから前記第１カラー側スポットの順に通過するように配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、スポークタイムにおける光の利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る光源装置の基本構成を説明する図である。
図２は、実施形態に係る光源装置の蛍光体ホイールおよびカラーホイールの構成の一例を示す図である。
図３は、実施形態に係る画像投影装置の構成の一例を示す図である。
図４は、実施形態に係る画像投影装置における蛍光光の光路を説明する図である。
図５は、実施形態に係る光源装置のライトトンネルの入射面に入射する光源光のスポットを説明する図である。
図６は、実施形態に係る画像投影装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
図７は、実施形態に係る光源装置における蛍光体ホイールおよびカラーホイールのスポークタイムのタイミングを説明する図である。
図８は、実施形態に係る光源装置における蛍光体ホイールおよびカラーホイールのスポークおよび光源光のスポットの位置関係（時刻Ｔ１）を示す図である。
図９は、実施形態に係る光源装置における蛍光体ホイールおよびカラーホイールのスポークおよび光源光のスポットの位置関係（時刻Ｔ２）を示す図である。
図１０は、実施形態に係る光源装置における蛍光体ホイールおよびカラーホイールのスポークおよび光源光のスポットの位置関係（時刻Ｔ３）を示す図である。
図１１は、実施形態に係る光源装置における蛍光体ホイールおよびカラーホイールのスポークおよび光源光のスポットの位置関係（時刻Ｔ４）を示す図である。
図１２は、実施形態に係る光源装置における蛍光体ホイールおよびカラーホイールのスポークおよび光源光のスポットの位置関係（時刻Ｔ５）を示す図である。
図１３は、実施形態に係る光源装置における２つの蛍光体ホイールのスポークがスポットを通過するタイミングを一致させた場合を説明する図である。
図１４は、実施形態に係る光源装置におけるカラーホイールのスポークが２つのスポット間を通過する時間を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を参照しながら、本発明に係る光源装置、画像投影装置および調整方法の実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。
【００１０】
（光源装置の基本構成）
図１は、実施形態に係る光源装置の基本構成を説明する図である。図２は、実施形態に係る光源装置の蛍光体ホイールおよびカラーホイールの構成の一例を示す図である。図１および図２を参照しながら、本実施形態に係る光源装置１０の基本構成について説明する。なお、図１では、１つの光源ＬＤから照射される光源光がライトトンネルＬＴに入射される基本単位の構成を説明するものとし、当該基本単位の構成を２つ有する本実施形態に係る光源装置１０の構成については図３で後述する。
（【００１１】以降は省略されています）

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