JP6221551B2 - Light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光色の異なる複数の光源を用いた発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device using a plurality of light sources having different emission colors.
照明装置やディスプレイ、プロジェクタ等に用いられる発光装置では、発光色の異なる複数の光源を組み合わせることで、所望の色の光を得るようにしている(例えば特許文献1)。光の色はR(赤)、G(緑)、B(青)の混合比によって決まる。 In a light emitting device used for an illumination device, a display, a projector, or the like, light of a desired color is obtained by combining a plurality of light sources having different emission colors (for example, Patent Document 1). The color of light is determined by the mixing ratio of R (red), G (green), and B (blue).
光の色は、例えば図1に示すXY色度図を用いて表すことができる。XY色度図は、XY座標空間で色を表したもので、X軸がR(赤)の比率を、Y軸がG(緑)の比率をそれぞれ示している。B(青)の比率は、RとGの比率の和を1から差し引いた値となる。XY色度図上の釣り鐘形状の領域が全ての色を表しており、該領域の境界線(輪郭線)のうち、曲線部分(スペクトル軌跡)は波長380nm〜780nm(紫色〜赤色)の単色光を表し、境界線よりも内側の部分は、単色光の組み合わせである複色光を表わしている(例えば非特許文献1、2)。
The color of light can be expressed using, for example, the XY chromaticity diagram shown in FIG. The XY chromaticity diagram represents colors in the XY coordinate space, with the X axis indicating the ratio of R (red) and the Y axis indicating the ratio of G (green). The ratio of B (blue) is a value obtained by subtracting the sum of the ratios of R and G from 1. The bell-shaped region on the XY chromaticity diagram represents all the colors, and the boundary (outline) of the region is a monochromatic light with a wavelength of 380 nm to 780 nm (purple to red). The portion inside the boundary line represents multicolor light that is a combination of monochromatic light (for example,
図1のXY色度図上に示す2つの点(R)と(B)(以下、XY色度図上の点を「色度点」という)が、それぞれ赤色の光源が発する光の色、青色の光源が発する光の色に対応している場合、これら2つの光源を組み合わせて得られる光の色範囲(色域)は、色度点(R)と色度点(B)を結んだ直線となる。各光源の光量の比率(混合比率)を調整することで、その直線上の任意の色の光(混色光)が得られる。 The two points (R) and (B) shown on the XY chromaticity diagram in FIG. 1 (hereinafter, the points on the XY chromaticity diagram are referred to as “chromaticity points”) are respectively the colors of light emitted by the red light source, When the color of light emitted from a blue light source corresponds to the color range (color gamut) of light obtained by combining these two light sources, the chromaticity point (R) and chromaticity point (B) are connected. It becomes a straight line. By adjusting the light quantity ratio (mixing ratio) of each light source, light of any color (mixed color light) on the straight line can be obtained.
さらに色度点(G)で示される光を発する緑色の光源を加えることで、図2のように、(R)(G)(B)の3つの色度点を結んだ範囲を色域とすることができる。 Furthermore, by adding a green light source that emits light indicated by the chromaticity point (G), the range connecting the three chromaticity points (R), (G), and (B) as shown in FIG. can do.
一般的に光源として用いられるランプやLED等が発する光は、単色光ではなく、発光スペクトルに一定の広がりを持った複色光である。このような複色光に対応した色度点は、スペクトル軌跡の内側に位置する。それらの色度点に基づく色域は境界線で囲まれた領域よりも狭くなるため、ランプやLED等を光源として用いた発光装置では、XY色度図上において得ることのできない色が存在する。 In general, light emitted from a lamp, LED, or the like used as a light source is not monochromatic light but multicolor light having a certain spread in the emission spectrum. The chromaticity point corresponding to such multicolor light is located inside the spectrum locus. Since the color gamut based on these chromaticity points is narrower than the area surrounded by the boundary line, there are colors that cannot be obtained on the XY chromaticity diagram in a light emitting device using a lamp, LED, or the like as a light source. .
また、スペクトル軌跡付近に色度点が位置するような、発光スペクトル幅の狭い光源を複数用いたとしても、これらの色度点を結んだ領域と、釣り鐘形状の領域を一致させるためには、発色光が異なる多数の光源が必要となり、現実的ではない。 In addition, even if a plurality of light sources with narrow emission spectrum widths such that chromaticity points are located near the spectrum locus, in order to match the region connecting these chromaticity points with the bell-shaped region, Many light sources with different colored light are required, which is not realistic.
本発明が解決しようとする課題は、従来の発光装置では得ることができなかった、XY色度図上の境界線付近の色を含む全ての色を得ることを可能とした発光装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting device capable of obtaining all the colors including the color near the boundary line on the XY chromaticity diagram, which cannot be obtained by the conventional light emitting device. That is.
上記課題を解決するために成された本発明の発光装置は、
第1波長及び該第1波長とは異なる波長である第2波長を設定する波長設定手段と、
光源が発する複色光から前記第1波長の単色光を取り出す第1単色光取り出し手段と、
光源が発する複色光から前記第2波長の単色光を取り出す第2単色光取り出し手段と、
前記第1波長の単色光と前記第2波長の単色光を混色部において混合する混色手段と、
前記混色手段が混合する前記第1波長の単色光及び前記第2波長の単色光の混合比率を調整する混合比率調整手段と、
を有し、
前記混色手段が、前記第1単色光取り出し手段によって取り出された前記第1波長の単色光が、その一端部から入射するように配置された第1光ファイバと、該第1光ファイバの他端部から出射する前記第1波長の単色光を前記混色部において集光させる第1レンズとから成る第1混色手段と、前記第2単色光取り出し手段によって取り出された前記第2波長の単色光が、その一端部から入射するように配置された第2光ファイバと、該第2光ファイバの他端部から出射する前記第2波長の単色光を前記混色部において集光させる第2レンズとから成る第2混色手段とを備える。
光源は、第1単色光取り出し手段及び第2単色光取り出し手段で共通でもよく、異なる光源でもよい。
The light emitting device of the present invention made to solve the above problems is
Wavelength setting means for setting a first wavelength and a second wavelength that is different from the first wavelength;
First monochromatic light extraction means for extracting monochromatic light of the first wavelength from multicolor light emitted from a light source;
Second monochromatic light extraction means for extracting monochromatic light of the second wavelength from multicolor light emitted from a light source;
Color mixing means for mixing the monochromatic light of the first wavelength and the monochromatic light of the second wavelength in a color mixing unit;
A mixing ratio adjusting unit that adjusts a mixing ratio of the monochromatic light of the first wavelength and the monochromatic light of the second wavelength mixed by the color mixing unit;
I have a,
The color mixing unit includes a first optical fiber disposed so that the monochromatic light having the first wavelength extracted by the first monochromatic light extraction unit is incident from one end thereof, and the other end of the first optical fiber. A first color mixing unit comprising a first lens for condensing the monochromatic light of the first wavelength emitted from the unit in the color mixing unit, and the monochromatic light of the second wavelength extracted by the second monochromatic light extraction unit. A second optical fiber disposed so as to be incident from one end thereof, and a second lens for condensing the monochromatic light having the second wavelength emitted from the other end of the second optical fiber in the color mixing portion. Second color mixing means.
The light source may be common to the first monochromatic light extraction unit and the second monochromatic light extraction unit, or may be different light sources.
上記構成の発光装置では、波長設定手段により設定した第1波長及び第2波長の単色光を、第1単色光取り出し手段及び第2単色光取り出し手段が光源の発する複色光よりそれぞれ取り出し、それらを混色手段により混合する。その際、混合比率調整手段により各単色光の混合比率を調整する。
単色光の色度点はXY色度図のスペクトル軌跡上に存在し、波長設定手段で波長を変えると、色度点はスペクトル軌跡上の任意の位置に移動するため、境界線で囲まれた領域にある全ての箇所を、色度点を結んだ領域に含めることができる。
In the light emitting device having the above configuration, the monochromatic light having the first wavelength and the second wavelength set by the wavelength setting unit is extracted from the multicolor light emitted from the light source by the first monochromatic light extraction unit and the second monochromatic light extraction unit, respectively. Mix by color mixing means. At that time, the mixing ratio of each monochromatic light is adjusted by the mixing ratio adjusting means.
The chromaticity point of monochromatic light exists on the spectrum locus of the XY chromaticity diagram, and when the wavelength is changed by the wavelength setting means, the chromaticity point moves to an arbitrary position on the spectrum locus, so it is surrounded by a boundary line. All locations in the region can be included in the region connecting the chromaticity points.
前記第1単色光取り出し手段及び第2単色光取り出し手段は、モノクロメータとすることができる。
また、前記混合比率調整手段は、光源への供給電力を調整して光量を増減させる可変電源としてもよいし、第1及び第2単色光を個別に減衰させる減衰器としてもよい。
The first monochromatic light taking-out means and the second monochromatic light extraction means as possible out to the monochromator.
The mixing ratio adjusting means may be a variable power source that adjusts the power supplied to the light source to increase or decrease the amount of light, or may be an attenuator that attenuates the first and second monochromatic lights individually.
光源には様々なものが存在し、380〜780nmの波長範囲において、比較的短波長側にある波長範囲内の波長成分を主に有する複色光を発する光源もあれば、比較的長波長側にある波長範囲内の波長成分を主に有する複色光を発する光源もある。また、モノクロメータのような単色光取り出し手段や、光ファイバとレンズの組み合わせ等による混色手段は、対象とする波長範囲に応じて個別に設計することが、発光装置の性能向上の観点から望ましい。 There are various types of light sources. In the wavelength range of 380 to 780 nm, there are light sources that emit multicolor light mainly having wavelength components in the wavelength range on the relatively short wavelength side, and on the relatively long wavelength side. There is also a light source that emits multicolor light mainly having wavelength components within a certain wavelength range. In addition, it is desirable from the viewpoint of improving the performance of the light emitting device that the monochromatic light extraction means such as a monochromator and the color mixing means such as a combination of an optical fiber and a lens are individually designed according to the target wavelength range.
そこで、本発明の発光装置においては、380〜780nmの波長範囲を所定波長で区切り、
前記光源を、少なくとも380nm以上で該所定波長未満の波長範囲内の全ての波長成分を有する第1複色光を発する第1光源と、少なくとも該所定波長以上で780nm以下の波長範囲の全ての波長成分を有する第2複色光を発する第2光源とで構成し、
前記波長設定手段は、該所定波長未満の第1波長及び該所定波長以上の第2波長を設定し、
前記第1単色光取り出し手段は前記第1複色光から前記第1波長の単色光を取り出し、前記第2単色光取り出し手段は前記第2複色光から前記第2波長の単色光を取り出すようにするとよい。
Therefore, in the light emitting device of the present invention, the wavelength range of 380 to 780 nm is divided by a predetermined wavelength,
A first light source that emits a first multicolor light having all wavelength components in a wavelength range of at least 380 nm and less than the predetermined wavelength; and all wavelength components in a wavelength range of at least the predetermined wavelength and not more than 780 nm A second light source that emits a second multicolor light having
The wavelength setting means sets a first wavelength less than the predetermined wavelength and a second wavelength equal to or greater than the predetermined wavelength;
The first monochromatic light extraction means extracts the monochromatic light of the first wavelength from the first multicolor light, and the second monochromatic light extraction means extracts the monochromatic light of the second wavelength from the second multicolor light. Good.
こうすることで、発光装置のうち第1波長に関する部分及び第2波長に関する部分を、それぞれの波長範囲に適した構成とすることができる。
また、所定波長を520nmとすれば、この所定波長の単色光に対応した色度点はスペクトル軌跡のほぼ頂点となるため、所望の色を得る際に、所定波長よりも短い波長の単色光と、所定波長よりも長い波長の単色光のそれぞれの波長及び光量の組み合わせの選択肢が増える。
By doing so, the portion relating to the first wavelength and the portion relating to the second wavelength in the light emitting device can be configured to be suitable for the respective wavelength ranges.
Further, if the predetermined wavelength is 520 nm, the chromaticity point corresponding to the monochromatic light of the predetermined wavelength is almost the apex of the spectrum locus, so when obtaining a desired color, the monochromatic light having a wavelength shorter than the predetermined wavelength is used. The choices of combinations of the respective wavelengths and light amounts of monochromatic light having a wavelength longer than the predetermined wavelength are increased.
上記発光装置では、第1波長と第2波長をいずれも波長設定手段で設定するようにしているが、一方の波長は固定値としても良い。 In the light emitting device, both the first wavelength and the second wavelength are set by the wavelength setting means, but one wavelength may be a fixed value.
すなわち、本願発明の別の態様の発光装置は、
380nm又は780nmである第1波長の単色光を発する単色光源と、
380〜780nmの波長範囲のうち前記第1波長以外の波長を少なくとも含む波長範囲内の全ての波長成分を有する複色光を発する第2光源と、
前記第1波長とは異なる波長である第2波長を設定する波長設定手段と、
前記複色光から前記波長設定手段が設定した前記第2波長の単色光を取り出す単色光取り出し手段と、
前記第1波長の単色光と前記第2波長の単色光を混色部において混合する混色手段と、
前記混色手段が混色する前記第1波長の単色光及び前記第2波長の単色光の混合比率を調整する混合比率調整手段と、
を有し、
前記混色手段が、前記単色光源が発する前記第1波長の単色光が、その一端部から入射するように配置された第1光ファイバと、該第1光ファイバの他端部から出射する前記第1波長の単色光を前記混色部において集光させる第1レンズとから成る第1混色手段と、前記単色光取り出し手段によって取り出された前記第2波長の単色光が、その一端部から入射するように配置された第2光ファイバと、該第2光ファイバの他端部から出射する前記第2波長の単色光を前記混色部において集光させる第2レンズとから成る第2混色手段とを備えることを特徴とする。
That is, another aspect of the light emitting device of the present invention is:
A monochromatic light source emitting monochromatic light of a first wavelength of 380 nm or 780 nm;
A second light source that emits multicolor light having all wavelength components in a wavelength range including at least a wavelength other than the first wavelength in a wavelength range of 380 to 780 nm;
Wavelength setting means for setting a second wavelength that is different from the first wavelength;
A monochromatic light extraction means for extracting the monochromatic light of the second wavelength set by the said wavelength setting means from the multi color light,
Color mixing means for mixing the monochromatic light of the first wavelength and the monochromatic light of the second wavelength in a color mixing unit;
A mixing ratio adjusting means for adjusting a mixing ratio of the monochromatic light of the first wavelength and the monochromatic light of the second wavelength mixed by the color mixing means;
I have a,
The color mixing means has a first optical fiber arranged so that the monochromatic light of the first wavelength emitted from the monochromatic light source enters from one end thereof, and the first optical fiber emitted from the other end of the first optical fiber. The first color mixing unit including a first lens that collects monochromatic light of one wavelength in the color mixing unit and the monochromatic light of the second wavelength extracted by the monochromatic light extraction unit are incident from one end thereof. And a second color mixing unit comprising: a second optical fiber disposed in the second optical fiber; and a second lens that condenses the monochromatic light having the second wavelength emitted from the other end of the second optical fiber at the color mixing unit. It is characterized by that.
この場合でも、XY色度図上の境界線で囲まれた領域にある全ての箇所を、色度点を結んだ領域に含めることができる。また、このような構成としたことで、第1波長の単色光の波長を設定する必要がなく、第2波長の単色光についてのみ波長設定手段により波長を設定すれば良いので、発光装置の構成が簡素となり、製造コストも下がる。 Even in this case, all the locations in the area surrounded by the boundary line on the XY chromaticity diagram can be included in the area connecting the chromaticity points. Further, with such a configuration, it is not necessary to set the wavelength of the monochromatic light of the first wavelength, and it is only necessary to set the wavelength by the wavelength setting means for the monochromatic light of the second wavelength. This simplifies the manufacturing cost.
本発明の発光装置によれば、XY色度図上の境界線で囲まれた領域にある全ての色を得ることができるため、従来の発光装置よりも色域が広がり、表示性能が向上する。また、これまでは再現することが難しかった単色光に近い色も再現できるようになったことで、発光装置の用途も増える。 According to the light emitting device of the present invention, since all colors in the region surrounded by the boundary line on the XY chromaticity diagram can be obtained, the color gamut is wider than the conventional light emitting device, and the display performance is improved. . In addition, the use of a light-emitting device increases because it is possible to reproduce a color close to monochromatic light that has been difficult to reproduce.
以下、本発明の発光装置の一実施例について添付図面を参照して説明する。図3は、本発明の発光装置の概略構成図を示す。 Hereinafter, an embodiment of a light emitting device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the light emitting device of the present invention.
本実施例の発光装置は、主として、第1波長単色光取り出し部10、第2波長単色光取り出し部20、及び混色部30で構成される。第1波長単色光取り出し部10は光源11から第1波長の単色光(第1単色光)を取り出して混色部30に照射し、第2波長単色光取り出し部20は光源21から第2波長の単色光(第2単色光)を取り出して混色部30に照射する。
The light emitting device according to the present embodiment mainly includes a first wavelength monochromatic
第1波長単色光取り出し部10は、光源11、スリット12a、ミラー13a、波長分散素子14、ミラー13b、スリット12b、光ファイバ15、レンズ16、可変電源17及び駆動手段18などを有する。波長分散素子の例としては、回折格子やプリズム等が挙げられる。ここでは、波長分散素子14として回折格子を用いることとする。また、ミラー13a、13b、及び後述するミラー23a、23bは使用する波長分散素子の種類や当該素子の配置によっては省略することができる。
The first wavelength monochromatic
光源11には、例えばハロゲンランプ、Xeランプ、LED等の白色光源を用いることができる。光源11は可変電源17に接続されており、該可変電源17は光源11に供給する電力を制御することで、光源11の光量を調整する。
As the
光源11が発した光は、スリット12aを通過し、ミラー13aで反射された後、回折格子14に入射する。回折格子14は、特定の第1波長の光のみ(第1単色光)をミラー13bに向けて反射する(分光)。該光はさらにミラー13bで反射した後、スリット12bを通過する。
The light emitted from the
回折格子14は回動することでミラー13bに向けて反射する第1単色光の波長を変えることができる。回折格子14には駆動手段18が接続されており、該駆動手段18により回折格子14を回動させる。駆動手段18は例えばステッピングモーターである。
すなわち、スリット12aからスリット12bの間の各素子がモノクロメータを構成することで、光源11から第1単色光を取り出す。
The
That is, each element between the
このようにして光源11から取り出した第1単色光を、光ファイバ15の一端より内部に導入する。第1単色光は、光ファイバ15内で全反射を繰り返しながら進み、光ファイバ15の他端よりレンズ16に向けて出射される。
The first monochromatic light extracted from the
レンズ16は、例えば凸型のレンズであり、その集光作用により第1単色光を集光し、後述の混色部30に向けて照射する。
The
第2波長単色光取り出し部20も、第1波長単色光取り出し部10と同様の構成であり、光源21、スリット22a、ミラー23a、回折格子24、ミラー23b、スリット22b、光ファイバ25、レンズ26、可変電源27及び駆動手段28を有する。光源21にも、光源11と同様にハロゲンランプ等を用いることができる。
The second wavelength monochromatic
光源21は可変電源27に接続されており、可変電源27は光源21に供給する電力を制御することで、光源21の光量を調整する。回折格子24には駆動手段28が接続されており、該駆動手段28により回折格子24を回動させる。
The
可変電源17、27及び駆動手段18、28はそれぞれPC制御部40と通信可能となっている。PC制御部40により、可変電源17、27を制御することで、第1単色光と第2単色光の光量を個別に(すなわち混合比率を)調整できる。また、PC制御部40により、駆動手段18、28を制御することで、第1単色光の波長と第2単色光の波長を個別に調整できる。
このようなPC制御部40の機能は、発光装置のファームウェアで実現することもできる。
The
Such a function of the
取り出された第2単色光は、光ファイバ25、レンズ26を介し、第1単色光と同様に混色部30に照射する。レンズ26も、レンズ16と同様に例えば凸型のレンズとするとよい。なお、光ファイバ25及びレンズ26はなくてもよい。また、第1波長単色光取り出し部10についても、光ファイバ15及びレンズ16はなくても良い。
The extracted second monochromatic light is applied to the
混色部30には、例えば、プロジェクタスクリーン用のシートが配設されている。これにより、混色部30に照射された第1単色光及び第2単色光を混色し、混色光を得る。すなわち、光ファイバ15、25、レンズ16、26及び混色部30は、第1単色光と第2単色光を混色する混色手段となる。
For example, a sheet for a projector screen is disposed in the
次に、図4を用いて、本実施例の発光装置により種々の色を得る動作について説明する。本実施例では、第1単色光を380〜520nmの波長範囲に、第2単色光を520〜780nmの波長範囲に設定できるようになっている。また、図4中、A、Bはそれぞれ第1単色光及び第2単色光の色度点を示す。 Next, the operation for obtaining various colors by the light emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the first monochromatic light can be set in the wavelength range of 380 to 520 nm, and the second monochromatic light can be set in the wavelength range of 520 to 780 nm. In FIG. 4, A and B indicate chromaticity points of the first monochromatic light and the second monochromatic light, respectively.
例えば、使用者がPC制御部40上で、第1単色光の波長を380nm、第2単色光の波長を780nmに設定すると、PC制御部40が駆動手段18及び駆動手段28に制御信号を送る。駆動手段18は送られた制御信号に基づいて回折格子14を回動させて第1単色光の波長を380nmに設定し、駆動手段28は送られた制御信号に基づいて回折格子24を回動させて第2単色光の波長を780nmに設定する。これにより、第1単色光と第2単色光を混合して得られる色は、A(380nm)とB(780nm)を結んだ直線上のいずれかの色となる。
For example, when the user sets the wavelength of the first monochromatic light to 380 nm and the wavelength of the second monochromatic light to 780 nm on the
さらに、使用者がPC制御部40上で、第1単色光及び第2単色光の光量(或いはそれらの比率)を設定すると、PC制御部40は可変電源17及び可変電源27に制御信号を送る。可変電源17は送られた制御信号に基づいて光源11に供給する電力を制御し、可変電源27は送られた制御信号に基づいて光源21に供給する電力を制御する。このようにして第1単色光と第2単色光の混合比率を変え、A(380nm)とB(780nm)を結んだ直線上の任意の色を得る。第1単色光の混合比率を大きくすれば、直線上のAに近い位置にある色が得られ、第2単色光の混合比率を大きくすれば、直線上のBに近い位置にある色が得られる。
Further, when the user sets the light amounts (or their ratios) of the first monochromatic light and the second monochromatic light on the
また、使用者がPC制御部40上で、第1単色光の波長を(380+Δλ1)nm、第2単色光の波長を(780-Δλ2)nmに設定する(或いはΔλ1及びΔλ2の値を設定する)と、色度点A、Bはそれぞれ、(380+Δλ1)nmと(780-Δλ2)nmの位置に移動する。この場合も、上記同様に第1単色光及び第2単色光の光量を変えることで、両色度点を結んだ直線上の任意の色が得られる。このようにして第1単色光及び第2単色光の波長及び光量を変えて行くことで、XY色度図上の所望の色を得る。
なお、波長が520nmの単色光の色度点は、スペクトル軌跡のほぼ頂点になるため、本実施例のように、520nmを境に第1単色光と第2単色光の波長を分けた構成とすることで、所望の色を得る際に、波長の第1単色光及び第2単色光の様々な組み合わせが可能となる。
Further, the user sets the wavelength of the first monochromatic light to (380 + Δλ1) nm and the wavelength of the second monochromatic light to (780−Δλ2) nm on the PC control unit 40 (or sets the values of Δλ1 and Δλ2). When set, the chromaticity points A and B move to the positions of (380 + Δλ1) nm and (780−Δλ2) nm, respectively. In this case as well, an arbitrary color on a straight line connecting both chromaticity points can be obtained by changing the light amounts of the first monochromatic light and the second monochromatic light as described above. In this way, a desired color on the XY chromaticity diagram is obtained by changing the wavelengths and light amounts of the first monochromatic light and the second monochromatic light.
Since the chromaticity point of monochromatic light having a wavelength of 520 nm is almost the apex of the spectrum locus, as in this embodiment, the wavelength of the first monochromatic light and the second monochromatic light are separated from each other at 520 nm. Thus, when obtaining a desired color, various combinations of the first monochromatic light and the second monochromatic light having a wavelength are possible.
上述のΔλ1とΔλ2は、同じ値(Δλ)とすることもできる。すなわち、使用者がPC制御部40上でΔλの値を設定するだけで、PC制御部40は、第1単色光の波長を(380+Δλ)nmに、第2単色光の波長を(780-Δλ)nmとして、駆動手段18及び駆動手段28に制御信号を送る。こうすることで、使用者の操作負担を軽減できる。この場合、図5に示すように、色度点A、Bはそれぞれ、(380+Δλ)nmと(780-Δλ)nmに位置し、両色度点を結んだ直線上の任意の色が得られる。第1単色光及び第2単色光の波長範囲としては、例えば、第1単色光を380nm〜580nmの波長範囲に、第2単色光を580〜780nmの波長範囲に設定できるようにするとよい。580nmは、380nmと780nmの中間の値である。
The above-described Δλ1 and Δλ2 may be the same value (Δλ). That is, only by the user setting the value of Δλ on the
一方、第1単色光の波長を380nmに固定するようにしてもよい。使用者はPC制御部40上で第1単色光の波長を設定する必要がなく、操作負担が軽減される。さらに、駆動手段18も不要となり、発光装置の構成が簡素化され、製造コストを下げることができる。この場合は、図6に示すように、色度点Bのみがスペクトル軌跡上を移動する。第2単色光の波長は、380〜780nmの波長範囲に設定できるようにする。なお、第1単色光の波長を780nmに固定しても同様の効果が得られる。
On the other hand, the wavelength of the first monochromatic light may be fixed at 380 nm. The user does not need to set the wavelength of the first monochromatic light on the
以上のとおり、本発明の発光装置はXY色度図上の全ての色を得ることができるため、従来の発光装置よりも色域が広がり、表示性能が向上する。特に、これまでは再現することが難しかった単色光に近い色を活用することで、発光装置の用途が増える。 As described above, since the light emitting device of the present invention can obtain all the colors on the XY chromaticity diagram, the color gamut is wider than that of the conventional light emitting device, and the display performance is improved. In particular, the use of a light emitting device increases by utilizing a color close to monochromatic light that has been difficult to reproduce until now.
上記実施例では、第1波長単色光取り出し部10と第2波長単色光取り出し部20とで、異なる光源としたが、図7に示すように、光源を共通とすることもできる。この場合は、光源を挟んで両側に第1波長単色光取り出し部と第2波長単色光取り出し部を配置し、これら取り出し部のスリット12a及びスリット22aを同軸上に配置する。また、スリット12bと光ファイバ70、及びスリット22bと光ファイバ71の間にそれぞれ可変アテネータ19及び29を挿入し、各可変アテネータの減衰量をPC制御部40で制御できるようにするとよい。これにより、第1単色光と第2単色光の光量を個別に減衰させ、両単色光の混合比率を調整することが可能となる。光量調節のためにNDフィルタなどを用いてもよい。
このような構成とすることで、発光装置を小型化し、製造コストを下げることができる。
In the above embodiment, the first wavelength monochromatic
With such a structure, the light-emitting device can be downsized and the manufacturing cost can be reduced.
なお、モノクロメータにより光源から単色光を取り出す構成に代えて、単色光を発するレーザを用いた構成とすることもできる。この場合でも、レーザの発振周波数の設定及び供給電力の制御が可能な構成とすれば、本願発光装置と同様の効果が得られる。 In addition, it can replace with the structure which takes out monochromatic light from a light source with a monochromator, and can also be set as the structure using the laser which emits monochromatic light. Even in this case, if the laser oscillation frequency can be set and the power supply can be controlled, the same effect as the light emitting device of the present application can be obtained.
上述の発光装置は、一点(混色部)において所望の色を得るものであるが、この発光装置を複数台用いれば、多点(各混色部)においてそれぞれ所望の色を得ることができるディスプレイ等の表示装置になる。 The above-described light emitting device obtains a desired color at one point (color mixing portion). If a plurality of light emitting devices are used, a display that can obtain a desired color at multiple points (each color mixing portion), etc. Display device.
図8は、本発明の発光装置を用いたディスプレイの一例を示す図面である。このディスプレイ50はM行N列からなる複数の画素60(1,1)〜60(M,N)を有している。ディスプレイの背面には本発明の発光装置が各画素毎に対応して配設されており、各画素が各発光装置の混色部に相当する。
FIG. 8 is a drawing showing an example of a display using the light emitting device of the present invention. The
このディスプレイ50は、画素毎に異なる色を表示することができ、その色はXY色度図上の全ての色から選択可能なため、従来のディスプレイよりも色域が広く、表示性能に優れる。
The
10…第1波長単色光取り出し部
11、21…光源
12a、12b、22a、22b…スリット
13a、13b、23a、23b…ミラー
14、24…回折格子
15、25、70、71…光ファイバ
16、26…レンズ
17、27…可変電源
18、28…駆動手段
19、29…可変アテネータ
20…第2波長単色光取り出し部
30…混色部
40…PC制御部
50…ディスプレイ
60(1,1)、60(M,1)、60(M,N)…画素
DESCRIPTION OF
Claims (6)
光源が発する複色光から前記第1波長の単色光を取り出す第1単色光取り出し手段と、
光源が発する複色光から前記第2波長の単色光を取り出す第2単色光取り出し手段と、
前記第1波長の単色光と前記第2波長の単色光を混色部において混合する混色手段と、
前記混色手段が混合する前記第1波長の単色光及び前記第2波長の単色光の混合比率を調整する混合比率調整手段と、
を有し、
前記混色手段が、前記第1単色光取り出し手段によって取り出された前記第1波長の単色光が、その一端部から入射するように配置された第1光ファイバと、該第1光ファイバの他端部から出射する前記第1波長の単色光を前記混色部において集光させる第1レンズとから成る第1混色手段と、前記第2単色光取り出し手段によって取り出された前記第2波長の単色光が、その一端部から入射するように配置された第2光ファイバと、該第2光ファイバの他端部から出射する前記第2波長の単色光を前記混色部において集光させる第2レンズとから成る第2混色手段とを備えることを特徴とする発光装置。 Wavelength setting means for setting a first wavelength and a second wavelength that is different from the first wavelength;
First monochromatic light extraction means for extracting monochromatic light of the first wavelength from multicolor light emitted from a light source;
Second monochromatic light extraction means for extracting monochromatic light of the second wavelength from multicolor light emitted from a light source;
Color mixing means for mixing the monochromatic light of the first wavelength and the monochromatic light of the second wavelength in a color mixing unit;
A mixture ratio adjusting means for adjusting the mixing ratio of the monochromatic light of monochromatic light and the second wavelength of the first wavelength the color mixing means for mixing,
Have
The color mixing unit includes a first optical fiber disposed so that the monochromatic light having the first wavelength extracted by the first monochromatic light extraction unit is incident from one end thereof, and the other end of the first optical fiber. A first color mixing unit comprising a first lens for condensing the monochromatic light of the first wavelength emitted from the unit in the color mixing unit, and the monochromatic light of the second wavelength extracted by the second monochromatic light extraction unit. A second optical fiber disposed so as to be incident from one end thereof, and a second lens for condensing the monochromatic light having the second wavelength emitted from the other end of the second optical fiber in the color mixing portion. And a second color mixing unit .
前記光源は、少なくとも380nm以上で該所定波長未満の波長範囲内の全ての波長成分を有する第1複色光を発する第1光源と、少なくとも該所定波長以上で780nm以下の波長範囲の全ての波長成分を有する第2複色光を発する第2光源から成り、
前記波長設定手段は、該所定波長未満の第1波長及び該所定波長以上の第2波長を設定し、
前記第1単色光取り出し手段は前記第1複色光から前記第1波長の単色光を取り出し、前記第2単色光取り出し手段は前記第2複色光から前記第2波長の単色光を取り出すことを特徴とする、請求項1又は2に記載の発光装置。 The wavelength range of 380 to 780 nm is divided by a predetermined wavelength,
The light source includes a first light source that emits first multicolor light having all wavelength components in a wavelength range of at least 380 nm and less than the predetermined wavelength, and all wavelength components in a wavelength range of at least the predetermined wavelength and not more than 780 nm A second light source that emits a second multicolor light having
The wavelength setting means sets a first wavelength less than the predetermined wavelength and a second wavelength equal to or greater than the predetermined wavelength;
The first monochromatic light extracting unit extracts the monochromatic light of the first wavelength from the first multicolored light, and the second monochromatic light extracting unit extracts the monochromatic light of the second wavelength from the second multicolored light. The light emitting device according to claim 1 or 2 .
380〜780nmの波長範囲のうち前記第1波長以外の波長を少なくとも含む波長範囲内の全ての波長成分を有する複色光を発する第2光源と、
前記第1波長とは異なる波長である第2波長を設定する波長設定手段と、
前記複色光から前記第2波長の単色光を取り出す単色光取り出し手段と、
前記第1波長の単色光及び前記第2波長の単色光の混合比率を調整する混合比率調整手段と、
前記第1波長の単色光と前記第2波長の単色光を混色部において混合する混色手段と、
を有し、
前記混色手段が、前記単色光源が発する前記第1波長の単色光が、その一端部から入射するように配置された第1光ファイバと、該第1光ファイバの他端部から出射する前記第1波長の単色光を前記混色部において集光させる第1レンズとから成る第1混色手段と、前記単色光取り出し手段によって取り出された前記第2波長の単色光が、その一端部から入射するように配置された第2光ファイバと、該第2光ファイバの他端部から出射する前記第2波長の単色光を前記混色部において集光させる第2レンズとから成る第2混色手段とを備えることを特徴とする発光装置。 A monochromatic light source emitting monochromatic light of a first wavelength of 380 nm or 780 nm;
A second light source that emits multicolor light having all wavelength components in a wavelength range including at least a wavelength other than the first wavelength in a wavelength range of 380 to 780 nm;
Wavelength setting means for setting a second wavelength that is different from the first wavelength;
A monochromatic light extraction means from the multi color light taking out monochromatic light of said second wavelength,
A mixture ratio adjusting means for adjusting the mixing ratio of the monochromatic light of monochromatic light and the second wavelength of the first wavelength,
Color mixing means for mixing the monochromatic light of the first wavelength and the monochromatic light of the second wavelength in a color mixing unit;
I have a,
The color mixing means has a first optical fiber arranged so that the monochromatic light of the first wavelength emitted from the monochromatic light source enters from one end thereof, and the first optical fiber emitted from the other end of the first optical fiber. The first color mixing unit including a first lens that collects monochromatic light of one wavelength in the color mixing unit and the monochromatic light of the second wavelength extracted by the monochromatic light extraction unit are incident from one end thereof. And a second color mixing unit comprising: a second optical fiber disposed in the second optical fiber; and a second lens that condenses the monochromatic light having the second wavelength emitted from the other end of the second optical fiber at the color mixing unit. A light emitting device characterized by that.
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