特許 6232357 波長変換フィルタリングモジュール及び光源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6232357

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】波長変換フィルタリングモジュール及び光源システム

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/20 20060101AFI20171106BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20171106BHJP

   F21V 5/02 20060101ALI20171106BHJP

   F21V 7/22 20060101ALI20171106BHJP

   F21V 9/08 20060101ALI20171106BHJP

   F21V 9/10 20060101ALI20171106BHJP

   F21V 9/16 20060101ALI20171106BHJP

   F21V 13/14 20060101ALI20171106BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20171106BHJP

   H01S 5/02 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/20

   F21S2/00 355

   F21V5/02 100

   F21V7/22 240

   F21V7/22 300

   F21V9/08 300

   F21V9/10 200

   F21V9/16 100

   F21V13/14

   G03B21/14 A

   H01S5/02

【請求項の数】17

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-172118(P2014-172118)

(22)【出願日】2014年8月27日

(65)【公開番号】特開2015-87750(P2015-87750A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2014年8月27日

【審判番号】不服2016-8872(P2016-8872/J1)

【審判請求日】2016年6月15日

(31)【優先権主張番号】102139584

(32)【優先日】2013年10月31日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】500093133

【氏名又は名称】中強光電股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】饒 ▲くぬ▼▲りあん▼

(72)【発明者】

【氏名】邱 浩▲うぇい▼

(72)【発明者】

【氏名】王 紀▲勲▼

(72)【発明者】

【氏名】陳 科順

(72)【発明者】

【氏名】徐 家和

【合議体】

【審判長】 鉄 豊郎

【審判官】 樋口 信宏

【審判官】 佐藤 秀樹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０７７０２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２４７６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−６８４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１０４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１００６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−９２７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−５７８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−７３０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３７４４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G02B 5/20

F21S 2/00

F21V 5/02

F21V 7/22

F21V 9/08

F21V 9/10

F21V 9/16

F21V 13/14

G03B 21/14

H01S 5/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動可能な複数の光学領域を含む波長変換フィルタリングモジュールであって、
前記複数の光学領域のうち少なくとも１つは、波長変換フィルタリング領域であり、
前記波長変換フィルタリング領域は、
反射手段と、
波長変換手段と、
プリズムシートと、
フィルタリング手段と、を含み、
前記波長変換手段は、前記反射手段と前記プリズムシートとの間に位置し、
前記プリズムシートは、前記波長変換手段と前記フィルタリング手段との間に位置し、
前記波長変換手段の材質は蛍光粉であり、
前記プリズムシートと前記フィルタリング手段との間に位置する蓋体をさらに含み、
前記反射手段は、
第１溝を有する基板と、
前記基板と前記波長変換手段との間に位置する反射部と、を含み、
前記基板の前記第１溝と前記蓋体とは、前記反射部、前記波長変換手段及び前記プリズムシートを収容する収容空間を形成する、波長変換フィルタリングモジュール。

【請求項2】

前記基板は透光基板であり、前記反射部は前記基板上の反射塗膜である、請求項１に記載の波長変換フィルタリングモジュール。

【請求項3】

移動可能な複数の光学領域を含む波長変換フィルタリングモジュールであって、
前記複数の光学領域のうち少なくとも１つは、波長変換フィルタリング領域であり、
前記波長変換フィルタリング領域は、
反射手段と、
波長変換手段と、
プリズムシートと、
フィルタリング手段と、を含み、
前記波長変換手段は、前記反射手段と前記プリズムシートとの間に位置し、
前記プリズムシートは、前記波長変換手段と前記フィルタリング手段との間に位置し、
前記波長変換手段の材質は蛍光粉であり、
前記反射手段は、反射基板であり、
前記波長変換フィルタリングモジュールは、前記プリズムシートと前記フィルタリング手段との間に位置する蓋体をさらに含み、
前記蓋体は第２溝を有し、
前記反射手段と前記蓋体の前記第２溝とは、前記波長変換手段及び前記プリズムシートを収容する収容空間を形成する、波長変換フィルタリングモジュール。

【請求項4】

前記フィルタリング手段は、
アンチ反射層と、
前記アンチ反射層と前記プリズムシートとの間に位置するフィルタリング層と、を含む、請求項１に記載の波長変換フィルタリングモジュール。

【請求項5】

前記蛍光粉は、シリコンにより覆わられていないもの、又はシリコンを混合していないものである、請求項１に記載の波長変換フィルタリングモジュール。

【請求項6】

前記複数の光学領域は、前記波長変換フィルタリングモジュールの周縁に位置する、請求項１に記載の波長変換フィルタリングモジュール。

【請求項7】

前記複数の光学領域のうち少なくとももう１つは透光領域であり、前記透光領域は透光材料からなる第１透光層を含む、請求項１に記載の波長変換フィルタリングモジュール。

【請求項8】

前記複数の光学領域のうち少なくとももう１つは透光領域であり、前記透光領域は中空領域を含む、請求項１に記載の波長変換フィルタリングモジュール。

【請求項9】

励起光束を提供するための励起光源と、
波長変換フィルタリングモジュールと、を含む光源システムであって、
前記波長変換フィルタリングモジュールは、前記励起光束の伝導経路に交互に切り替えられる移動可能な複数の光学領域を含み、前記複数の光学領域のうち少なくとも１つは、波長変換フィルタリング領域であり、
前記波長変換フィルタリング領域は、
反射手段と、
波長変換手段と、
プリズムシートと、
フィルタリング手段と、を含み、
前記波長変換手段は、前記反射手段と前記プリズムシートとの間に位置し、
前記プリズムシートは、前記波長変換手段と前記フィルタリング手段との間に位置し、
前記波長変換手段の材質は蛍光粉であり、
前記波長変換フィルタリングモジュールは、前記プリズムシートと前記フィルタリング手段との間に位置する蓋体をさらに含み、
前記反射手段は、
第１溝を有する基板と、
前記基板と前記波長変換手段との間に位置する反射部と、を含み、
前記基板の前記第１溝と前記蓋体とは、前記反射部、前記波長変換手段及び前記プリズムシートを収容する収容空間を形成する、光源システム。

【請求項10】

前記基板は透光基板であり、前記反射部は前記基板上の反射塗膜である、請求項９に記載の光源システム。

【請求項11】

励起光束を提供するための励起光源と、
波長変換フィルタリングモジュールと、を含む光源システムであって、
前記波長変換フィルタリングモジュールは、前記励起光束の伝導経路に交互に切り替えられる移動可能な複数の光学領域を含み、前記複数の光学領域のうち少なくとも１つは、波長変換フィルタリング領域であり、
前記波長変換フィルタリング領域は、
反射手段と、
波長変換手段と、
プリズムシートと、
フィルタリング手段と、を含み、
前記波長変換手段は、前記反射手段と前記プリズムシートとの間に位置し、
前記プリズムシートは、前記波長変換手段と前記フィルタリング手段との間に位置し、
前記波長変換手段の材質は蛍光粉であり、
前記反射手段は、反射基板であり、
前記波長変換フィルタリングモジュールは、前記プリズムシートと前記フィルタリング手段との間に位置する蓋体をさらに含み、
前記蓋体は第２溝を有し、
前記反射手段と前記蓋体の前記第２溝とは、前記波長変換手段及び前記プリズムシートを収容する収容空間を形成する、光源システム。

【請求項12】

前記フィルタリング手段は、
アンチ反射層と、
前記アンチ反射層と前記プリズムシートとの間に位置するフィルタリング層と、を含む、請求項９に記載の光源システム。

【請求項13】

前記蛍光粉は、シリコンにより覆わられていないもの、又はシリコンを混合していないものである、請求項９に記載の光源システム。

【請求項14】

前記複数の光学領域は、前記波長変換フィルタリングモジュールの周縁に位置する、請求項９に記載の光源システム。

【請求項15】

前記複数の光学領域のうち少なくとももう１つは透光領域であり、
前記波長変換フィルタリングモジュールは、集光手段をさらに含み、
前記波長変換フィルタリング領域が前記励起光束の伝導経路に切り替えられている場合には、前記励起光束が前記波長変換手段により少なくとも変換光束に変換され、前記変換光束が前記反射手段により反射され、前記プリズムシートを介して前記フィルタリング手段に伝導され、前記変換光束の一部の波長範囲の光が前記フィルタリング手段を透過して少なくともフィルタリング光束を形成し、前記透光領域が前記励起光束の伝導経路に切り替えられている場合には、前記励起光束が前記透光領域を透過し、前記フィルタリング光束と前記励起光束とは色が互いに異なり、前記集光手段が前記励起光束及び前記フィルタリング光束の伝導経路に配置され、且つ前記励起光束及び前記フィルタリング光束を照明光束に集光する、請求項９に記載の光源システム。

【請求項16】

前記透光領域は透光材料からなる第１透光層を含む、請求項１５に記載の光源システム。

【請求項17】

前記透光領域は中空領域を含む、請求項１５に記載の光源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波長変換モジュール及び光学システムに関し、特に波長変換フィルタリングモジュール及び光源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、発光ダイオード（LED：light-emitting diode）及びレーザダイオード（laser diode）などの主な固体光源の投影装置は市場の一部を占有している。レーザダイオードは約２０％以上の発光効率を有し、発光ダイオードの光源の制限を突破するため、レーザ光源により蛍光粉を励起することにより生じされた投影機に必要な純粋色の光源は徐々に発展している。また、レーザ投影機は、レーザ光源により蛍光粉を励起すること以外、直接レーザ光を投影機の照明光源としてもよい。このレーザ光は、輝度の要求に応じて光源の数を調整できるという利点を有するため、各種の異なる輝度の投影機の要求を満足できる。よって、レーザ光源を用いる光源システムの投影機構造は、従来の高圧水銀灯に取って代わり、次世代の主要な投影機の光源とする潜在力が非常に大きい。

【0003】

しかし、一般的には、現在のレーザ投影機は、蛍光粉とシリコンとを混合して高い反射率の基板に塗布することで蛍光粉のホイールを構成している。一方、シリコンは、耐高温性が悪くて、劣化しやすいという問題があり、レーザ光が蛍光粉ホイールを長期間で励起する場合、シリコンは高温に耐えられず、劣化或いは焼損しやいため、蛍光粉の発光効率に影響を及ぼす可能性がある。

【0004】

特許文献１には、投影機に用いられるカラーホイール部材が開示されている。引用文献２には、光波長変換ホイールセットが開示されている。引用文献３には、投影機システムに用いられる蛍光粉のホイールが開示されている。引用文献４には、照明システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】台湾特許公開第２０１３１９７１８号明細書

【特許文献2】台湾実用新案第Ｍ４４８７０５号明細書

【特許文献3】中国特許公開第１０２０７３１１５号明細書

【特許文献4】米国特許公開第２０１３／００８８６９２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、よい光学品質、信頼性、及び長い使用寿命を有する波長変換フィルタリングモジュールを提供することを目的とする。

【0007】

本発明は、よい発光スペクトル及び信頼性を有する光源システムを提供することを目的とする。

【0008】

なお、本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示されている手段から更に分かる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記本発明の目的の一つ、一部若しくは全部、又は他の目的を達成するため、本発明の一の実施例では、移動可能な複数の光学領域を含む波長変換フィルタリングモジュールであって、前記複数の光学領域のうち少なくとも１つは、波長変換フィルタリング領域であり、前記波長変換フィルタリング領域は、反射手段と、波長変換手段と、プリズムシートと、フィルタリング手段と、を含み、前記波長変換手段は、前記反射手段と前記プリズムシートとの間に位置し、前記プリズムシートは、前記波長変換手段と前記フィルタリング手段との間に位置する、波長変換フィルタリングモジュールを提供する。

【0010】

上記本発明の目的の一つ、一部若しくは全部、又は他の目的を達成するため、本発明の一の実施例では、励起光束を提供するための励起光源と、波長変換フィルタリングモジュールと、を含む光源システムであって、前記波長変換フィルタリングモジュールは、前記励起光束の伝送経路に交互に切り替えられる移動可能な複数の光学領域を含み、前記複数の光学領域のうち少なくとも１つは、波長変換フィルタリング領域であり、前記波長変換フィルタリング領域は、反射手段と、波長変換手段と、プリズムシートと、フィルタリング手段と、を含み、前記波長変換手段は、前記反射手段と前記プリズムシートとの間に位置し、前記プリズムシートは、前記波長変換手段と前記フィルタリング手段との間に位置する、光源システムを提供する。

【0011】

本発明の一の実施例では、前記波長変換フィルタリングモジュールは、前記プリズムシートと前記フィルタリング手段との間に位置する蓋体をさらに含み、前記反射手段は、第１溝を有する基板と、前記基板と前記波長変換手段との間に位置する反射部と、を含み、前記基板の前記第１溝と前記蓋体とは、前記反射部、前記波長変換手段及び前記プリズムシートを収容する収容空間を形成する。

【0012】

本発明の一の実施例では、前記基板は透光基板であり、前記反射部は前記基板に塗布された反射塗膜である。

【0013】

本発明の一の実施例では、前記反射手段は、反射基板であり、前記波長変換フィルタリングモジュールは、前記プリズムシートと前記フィルタリング手段との間に位置する蓋体をさらに含み、前記蓋体は第２溝を有し、前記反射手段と前記蓋体の前記第２溝とは、前記波長変換手段及び前記プリズムシートを収容する収容空間を形成する。

【0014】

本発明の一の実施例では、前記フィルタリング手段は、アンチ反射層と、前記アンチ反射層と前記プリズムシートとの間に位置するフィルタリング層と、を含む。

【0015】

本発明の一の実施例では、前記波長変換手段は蛍光粉体である。

【0016】

本発明の一の実施例では、前記波長変換手段の材質は蛍光粉であり、前記蛍光粉は、シリコンにより覆わられていないもの、又はシリコンを混合していないものである。

【0017】

本発明の一の実施例では、前記複数の光学領域のうち少なくとももう１つは透光領域であり、前記波長変換フィルタリングモジュールは、集光手段をさらに含み、前記波長変換フィルタリング領域が前記励起光束の伝導経路に切り替えられている場合には、前記励起光束が前記波長変換手段により少なくとも変換光束に変換され、前記変換光束が前記反射手段により反射され、前記プリズムシートを介して前記フィルタリング手段に伝導され、前記変換光束の一部の波長範囲の光が前記フィルタリング手段を透過して少なくともフィルタリング光束を形成し、前記透光領域が前記励起光束の伝導経路に切り替えられている場合には、前記励起光束が前記透光領域を透過し、前記フィルタリング光束と前記励起光束とは色が互いに異なり、前記集光手段が前記励起光束及び前記フィルタリング光束の伝導経路に配置され、且つ前記励起光束及び前記フィルタリング光束を照明光束に集光する。

【0018】

本発明の一の実施例では、前記透光領域は透光材料からなる第１透光層を含む。

【0019】

本発明の一の実施例では、前記透光領域は中空領域を含む。

【0020】

本発明の一の実施例では、前記複数の光学領域は、前記波長変換フィルタリングモジュールの周縁に位置する。

【発明の効果】

【0021】

以上のことから、本発明の実施例は、下記の利点又は効果の少なくとも１つを達成できる。本発明の実施例の波長変換フィルタリングモジュール及び光源システムによれば、波長変換手段とプリズムシートを組み合わせることで、よい光線の利用効率を有し、波長変換フィルタリングモジュールが高温に耐えられないことによる損傷の恐れを回避できる。これによって、波長変換フィルタリングモジュール及び光源システムは、よい発光スペクトル、信頼性、及び長い使用寿命を有することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

本発明の上述した特徴及び優れた点をより明確に分かるように、図面を参照しながら、下記実施例に基づいて詳細に説明する。

【図1】本発明の一の実施例に係る光源システムの構成を示す図である。

【図2A】図１の波長変換フィルタリングモジュールを示す図である。

【図2B】図２Ａの波長変換フィルタリングモジュールの分解図である。

【図3】図２Ａの光学領域のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図4】図２Ａのプリズムシートの光路を示す図である。

【図5】図２Ａの他の光学領域のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図6A】図１の他の波長変換フィルタリングモジュールを示す図である。

【図6B】図６Ａの波長変換フィルタリングモジュールの分解図である。

【図7】図６Ａの光学領域のＡ’−Ａ’線に沿う断面図である。

【図8】図６Ａの他の光学領域のＢ’−Ｂ’線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

上述した本発明に係る技術的内容、特徴及び効果は、以下の図面を参照しながら、好適な実施形態の詳細な説明に示されるように、明らかである。以下実施形態に言及される「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等の方向の用語は、単なる図面を参照する際に、単なる方向を参考する説明用の用語であり、本発明は方向の用語に示されるものに限定されない。

【0024】

図１は、本発明の一の実施例に係る光源システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施例の光源システム１００は、励起光源１１０、波長変換フィルタリングモジュール２００、分光手段１２０及び集光手段１３０を含む。励起光源１１０は、励起光束５０Ｂを提供する。本実施例では、励起光源１１０はレーザ光源であり、励起光束５０Ｂはレーザ光束である。例えば、励起光源１１０は、例えば青色レーザダイオードアレイ（Blue Laser diode Bank）であってもよく、励起光束５０Ｂは青色レーザ光束であるが、本発明はこれに限定されない。図１において、励起光源１１０は、２つの青色レーザダイオードアレイ１１０ａ、１１０ｂ、及び集光部材１１０ｃを含み、集光部材１１０ｃは複数の穴を有する反射シートであり、青色レーザダイオードアレイ１１０ａにより射出されたレーザ光束がこれらの穴を通過し、青色レーザダイオードアレイ１１０ｂにより射出されたレーザ光束が反射シートにおける反射面により反射される。よって、青色レーザダイオードアレイ１１０ａ及び１１０ｂにより射出されたレーザ光束は、集光部材１１０ｃにより励起光束５０Ｂに集光される。

【0025】

また、分光手段１２０は、励起光束５０Ｂの伝送経路に配置され、且つ励起光源１１０と波長変換フィルタリングモジュール２００との間に位置する。具体的には、分光手段１２０は、ダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズムであり、異なる色の光束に対して異なる光学作用を提供する。例えば、本実施例では、分光手段１２０は、例えば青色の光束を透過させ、他の色（例えば赤色、緑色、黄色など）の光束を反射する。即ち、分光手段１２０は、青色の励起光束５０Ｂを透過させることで、励起光束５０Ｂは分光手段１２０を透過して波長変換フィルタリングモジュール２００に入射できる。

【0026】

図２Ａは、図１の波長変換フィルタリングモジュールを示す図である。図２Ｂは、図２Ａの波長変換フィルタリングモジュールの分解図である。本実施例では、波長変換フィルタリングモジュール２００は、複数の光学領域ＧＧ、ＹＭ、ＹＴ、ＴＴを含む。図２Ａに示すように、本実施例では、波長変換フィルタリングモジュール２００は、円盤状となり、例えば波長変換ホイールとフィルタリングホイールとが結合したものであり、これらの光学領域ＧＧ、ＹＭ、ＹＴ、ＴＴは波長変換フィルタリングモジュール２００の周縁に環状となるように設置されてもよい。波長変換フィルタリングモジュール２００は、動くことが可能となり、即ち回転軸（図示せず）を中心に回転することができ、これらの光学領域ＧＧ、ＹＭ、ＹＴ、ＴＴは交互に励起光束５０Ｂの伝導経路に切り替えられることが可能となるが、本発明はこれに限定されない。これらの光学領域ＧＧ、ＹＭ、ＹＴ、ＴＴの少なくとも１つは波長変換フィルタリング領域である。例えば、本実施例では、光学領域ＧＧ、ＹＭは波長変換フィルタリング領域である。

【0027】

図２Ｂに示すように、本実施例では、光学領域ＧＧ、ＹＭ（即ち波長変換フィルタリング領域）は、反射手段２１０、波長変換手段２２０、プリズムシート２３０、及びフィルタリング手段２４０を含む。具体的には、本実施例では、光学領域ＧＧ、ＹＭの波長変換領域２２０は、例えば焼結、塗布又は沈積の方法により形成された蛍光粉体である。以下は、図３を参照しながら、波長変換フィルタリング領域の詳細な構成をさらに説明する。

【0028】

図３は、図２Ａの光学領域のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４は、図２Ａのプリズムシートの光路を示す図である。図３に示すように、本実施例では、波長変換フィルタリングモジュール２００は蓋体２５０をさらに含み、反射手段２１０は基板２１１及び反射部２１３を含む。具体的には、本実施例では、蓋体２５０及び基板２１１の材質は透光材料である、即ち基板２１１は透光基板である。また、本実施例では、各光学領域ＧＧ、ＹＭ、ＹＴの蓋体２５０（又は基板２１１）は一体成型され、反射部２１３は基板２１１に塗布された反射塗膜である。

【0029】

具体的には、本実施例では、光学領域ＹＭ（ＧＧ）の波長変換手段２２０は反射手段２１０とプリズムシート２３０との間に位置し、プリズムシート２３０は波長変換手段２２０とフィルタリング手段２４０との間に位置し、蓋体２５０はプリズムシート２３０とフィルタリング手段２４０との間に位置する。より具体的には、基板２１１は第１溝ＣＡ１を有し、波長変換フィルタリングモジュール２００は円盤状である場合、第１溝ＣＡ１は円弧状の凹溝である。反射部２１３は基板２１１と波長変換手段２２０との間に位置し、基板２１１の第１溝ＣＡ１と蓋体２５０とは、反射部２１３、波長変換手段２２０及びプリズムシート２３０を収容する収容空間Ｓ１を形成する。即ち、図３に示すように、本実施例では、反射手段２１０とフィルタリング手段２４０との間の構成部材は、順次に反射手段２１０の基板２１１、反射部２１３、波長変換手段２２０、プリズムシート２３０、蓋体２５０及びフィルタリング手段２４０となる。また、図３に示すように、本実施例では、フィルタリング手段２４０は、アンチ反射層２４１及びフィルタリング層２４３を含んでもよく、フィルタリング層２４３はアンチ反射層２４１とプリズムシート２３０との間に位置し、より具体的には、フィルタリング層２４３は蓋体２５０の表面に接着或いは接合されてもよい。このように、アンチ反射層２４１は、励起光束５０Ｂの蓋体２５０に入射して波長変換手段２２０を照射する比例を増加できる。

【0030】

一方、図３に示すように、本実施例の波長変換フィルタリングモジュール２００は、基板２１１の第１溝ＣＡ１に波長変換手段２２０を配置し、波長変換手段２２０の上にプリズムシート２３０及び蓋体２５０をさらに覆うことで波長変換手段２２０（即ち蛍光粉）を封入できる。このため、波長変換手段２２０（即ち蛍光粉）は、シリコンにより覆わられていないもの、又はシリコンを混合していないものであってもよい。このように、シリコンが励起光束５０Ｂの高エネルギーによる高温を耐えられないことによる波長変換手段２２０（即ち蛍光粉）の発光効率の低下、更なる波長変換フィルタリングモジュール２００の損傷を回避できる。

【0031】

さらには、図１に示すように、波長変換フィルタリングモジュール２００の光学領域ＧＧ、ＹＭ、ＹＴ、ＴＴは、移動可能となり、励起光束５０Ｂの伝導経路に交互に切り替えられることが可能となり、励起光束５０Ｂに異なる作用を提供できる。例えば、図１及び図３に示すように、光学領域ＹＭ（ＧＧ）が励起光束５０Ｂの伝導経路に切り替えられている場合、励起光束５０Ｂは光学領域ＹＭ（ＧＧ）の波長変換手段２２０により少なくとも変換光束６０Ｙ（６０Ｇ）に変換され、変換光束６０Ｙ（６０Ｇ）の波長が励起光束５０Ｂの波長と異なる。なお、通常、赤い蛍光粉は熱効果によりその変換効率がさらに減衰し、悪化しやすく、緑、黄色い蛍光粉の変換効率は赤い蛍光粉よりもよいため、本実施例では、光学領域ＹＭ（ＧＧ）における波長変換手段２２０の材料は、例えば変換光束６０Ｙ又は変換光束６０Ｇを形成するように、黄色蛍光粉又は緑色蛍光粉であるが、本発明はこれに限定されない。

【0032】

続いて、図３に示すように、変換光束６０Ｙ（６０Ｇ）は、反射手段２１０の反射部２１３により反射され、プリズムシート２３０を介してフィルタリング手段２４０に伝導される。具体的には、フィルタリング手段２４０の透過周波数スペクトルが光束の入射角度に関連するため、変換光束６０Ｙ（６０Ｇ）が大きな入射角を有する場合、変換光束６０Ｙ（６０Ｇ）の波長は短波長にシフトし、波長変換フィルタリングモジュール２００は必要な純粋な色の光を取得できないことがある。このような問題を回避するために、プリズムシート２３０におけるマイクロ構造は、変換光束６０Ｙ（又は６０Ｇ）を視準化するために設けられてもよい。例えば、図４に示すように、変換光束６０Ｙ１がプリズムシート２３０におけるマイクロ構造の１つから出射し、且つ大きな出射角を有する場合、プリズムシート２３０の他のマイクロ構造の１つによりプリズムシート２３０内に再び屈折されるため、光線の利用効率を増加できる。一方、図４に示すように、プリズムシート２３０に入射した変換光束６０Ｙ３が大きな入射角でプリズムシート２３０外に出射する場合、プリズムシート２３０により全反射されるため、光の利用効率を増加できる。このように、プリズムシート２３０におけるマイクロ構造は、光線の視準化の効果を達成するように、一部の変換光束６０Ｙ２が小さい出射角度でプリズムシート２３０からフィルタリング手段２４０に出射することを許可するように設けられる。これによって、波長変換フィルタリングモジュール２００は、プリズムシート２３０の配置により変換光束６０Ｙ（又は６０Ｇ）のフィルタリング手段２４０への入射する角度を小さくすることができるため、波長変換フィルタリングモジュール２００は、必要な純粋色の光の構造を取得でき、よい光利用効率を有することができる。

【0033】

その後、図３に示すように、変換光束６０Ｙ（又は６０Ｇ）の一部の波長範囲の光がフィルタリング手段２４０を透過して少なくともフィルタリング光束７０Ｒ（又は７０Ｇ）を形成する。具体的には、本実施例では、光学領域ＧＧ、ＹＭのフィルタリング手段２４０は、異なる色のフィルタリング光束７０Ｇ、７０Ｒを形成するため、例えば異なる色のフィルタ（例えば緑色のフィルタ又はマゼンタのフィルタ）であってもよく、これらのフィルタリング光束７０Ｇ、７０Ｒと励起光束５０Ｂとは色が互いに異なる。

【0034】

より具体的には、再び図２Ｂに戻り、本実施例では、異なる色のフィルタを有するフィルタリング手段２４０は、異なる色のフィルタリング光束７０Ｇ、７０Ｒを形成するように、異なる色の蛍光粉を有する波長変換手段２２０と共に異なる光学領域を組み合わせてもよい。例えば、光学領域ＧＧは、緑色の蛍光粉を有する波長変換手段２２０と緑色のフィルタを有するフィルタリング手段２４０の組み合わせである場合、励起光束５０Ｂを光学領域ＧＧに入射させた後で、順次に緑色の変換光束６０Ｇ及び緑色のフィルタリング光束７０Ｇを形成する。光学領域ＹＭは、黄色の蛍光粉を有する波長変換手段２２０とマゼンタのフィルタを有するフィルタリング手段２４０の組み合わせである場合、励起光束５０Ｂを光学領域ＹＭに入射させた後で、順次に黄色の変換光束６０Ｙ及び赤色のフィルタリング光束７０Ｒを形成する。

【0035】

なお、図２Ａ及び図２Ｂにおける波長変換フィルタリングモジュール２００の他の光学領域は、異なる構成を有してもよいし、外へ励起光束５０Ｂと異なる色の光束を提供してもよい。例えば、図２Ｂに示すように、光学領域ＹＴは順次に反射手段２１０、波長変換手段２２０、プリズムシート２３０、蓋体２５０及び第１透光層２６０により構成されており、フィルタリング手段２４０を有しない構成である。また、本実施例では、第１透光層２６０の材質は透光材料であり、光線を透過させることが可能となる。よって、光学領域ＹＴが励起光束５０Ｂの伝送経路に切り替えられている場合、励起光束５０Ｂは、光学領域ＹＴの波長変換手段２２０により変換光束６０Ｙに変換される。本実施例では、光学領域ＹＴの波長変換手段２２０の材料は例えば黄色の蛍光粉であり、変換光束６０Ｙの色は黄色である。そして、変換光束６０Ｙは、反射手段２１０により反射され、プリズムシート２３０及び第１透光層２６０を透過する。このように、光学領域ＹＴは、色が黄色である変換光束６０Ｙを提供できる。

【0036】

また、波長変換フィルタリングモジュール２００のこれらの光学領域のうち少なくとももう１つは、透光領域である。以下は、図５を参照しながら、透光領域の構成をさらに説明する。

【0037】

図５は、図２Ａの他の光学領域のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図２Ａ、図２Ｂ及び図５に示しように、本実施例では、光学領域ＴＴは、透光領域であり、第２透光層２７０、プリズムシート２３０、蓋体２５０及び第１透光層２６０により構成されている。具体的には、第２透光層２７０の材質は透過材料であり、反射手段２１０の基板２１１の材質と同一であってもよいし、異なってもよいが、本発明はこれに限定されない。より具体的には、本実施例では、隣接する光学領域ＹＴ、ＴＴ、ＧＧにおいて、光学領域ＹＴ、ＧＧの反射手段２１０は例えば光学領域ＴＴの第２透光層２７０を介して連結されてもよい。また、反射手段２１０の基板２１１が透過基板である場合、光学領域ＴＴの第２透光層２７０も隣接する光学領域ＹＴ、ＧＧの反射手段２１０の基板２１１と一体成型されてもよい。

【0038】

このように、図１及び図２Ａに示すように、光学領域ＴＴが励起光束５０Ｂの伝導経路に切り替えられている場合、励起光束５０Ｂは、直接透光領域ＴＴを透過して、光伝導モジュール１４０により分光手段１２０に再び伝導されて、分光手段１２０を透過して、集光手段１３０に伝導される。

【0039】

一方、図１に示すように、具体的には、本実施例では、形成された変換光束６０Ｙ及びフィルタリング光束７０Ｇ、７０Ｒは、分光手段１２０に伝導されて、分光手段１２０により反射されて集光手段１３０に伝導される。より具体的には、本実施例では、集光手段１３０は、励起光束５０Ｂ、変換光束６０Ｙ及びフィルタリング光束７０Ｇ、７０Ｒの伝導経路に配置され、且つ励起光束５０Ｂ、変換光束６０Ｙ及びフィルタリング光束７０Ｇ、７０Ｒを照明光束８０に集光でき、これによって、照明光束８０は必要な色を有することができる。このように、本実施例では、波長変換フィルタリングモジュール２００を有する光源システム１００は、波長変換手段２２０とプリズムシート２３０を組み合わせることで、フィルタリング光束７０Ｇ、７０Ｒが必要な純粋色の光構造を有することができ、波長変換フィルタリングモジュール２００が高温に耐えられないことによる損傷の恐れを回避できる。これによって、波長変換フィルタリングモジュール２００及び光源システム１００は、よい発光スペクトル及び商品品質を有することができる。

【0040】

なお、上記の分光手段１２０は、青色励起光束５０Ｂを透過させ、他の色（例えば赤色、緑色、黄色など）の光束を反射させるダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズムとして機能しているものを例として説明するが、本発明はこれに限定されない。他の実施例では、分光手段１２０は、青色励起光束５０Ｂを反射し、他の色（赤色、緑色、黄色など）の光束を透過させるダイクロイックミラー、ダイクロイックプリズム又は他の同一機能を有する色分解部材であってもよい。当業者は実際の要求に応じて励起光束５０Ｂ及びフィルタリング光束７０Ｇ、７０Ｒについて適当な光路設計を配置して、分光手段１２０を類似な分光効果を達成させてもよく、ここでその説明が省略される。

【0041】

なお、上記の反射手段２１０の基板２１１は、透光基板を例として、光学領域ＴＴの各部分の材質は全て透光材料であるが、本発明はこれに限定されない。他の実施例では、反射手段２１０の基板２１１は金属材料を含んでもよく、光学領域ＴＴ（透光領域）は中空領域ＥＡを含んでもよい。以下は、図６Ａ乃至図８を参照しながら説明する。

【0042】

図６Ａは、図１の他の波長変換フィルタリングモジュールを示す図である。図６Ｂは、図６Ａの波長変換フィルタリングモジュールの分解図である。図７は、図６Ａの光学領域のＡ’−Ａ’線に沿う断面図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本実施例では、図６Ｂの波長変換フィルタリングモジュール６００は、図２Ｂの波長変換フィルタリングモジュール２００と類似するように、複数の光学領域ＧＧ’、ＹＭ’、ＹＴ’、ＴＴ’を含み、図７の光学領域ＹＭ’（又はＧＧ’）は、図３の光学領域ＹＭ（又はＧＧ）と類似するように、波長変換フィルタリング領域であるが、相違点は以下の通りである。具体的には、図６及び図７に示すように、本実施例では、光学領域ＹＭ’（又はＧＧ’）の反射手段６１０は、反射基板である。より具体的には、反射手段６１０の材質は、アルミニウムを含み、変換光束６０Ｙ（又は６０Ｇ）を反射することができ、よい放熱効果を提供できる。

【0043】

また、反射手段６１０は、変換光束６０Ｙ（又は６０Ｇ）の反射率を向上するように、反射手段６１０の表面と波長変換手段２２０との間に塗布された反射塗膜６１３をさらに含む。また、より具体的には、図７に示すように、本実施例では、蓋体２５０は第２溝ＣＡ２を有し、波長変換フィルタリングモジュール６００が円盤状である場合、第２溝ＣＡ２は円弧状の凹溝であってもよく、反射手段６１０は接合又は粘着の方法により蓋体２５０と結合されてもよい。これによって、蓋体２５０の第２溝ＣＡ２と反射手段６１０とは、波長変換手段２２０及びプリズムシート２３０を収容する収容空間Ｓ２を形成する。

【0044】

このように、本実施例では、波長変換フィルタリングモジュール６００は、波長変換手段２２０を蓋体２５０の第２溝ＣＡ２と反射手段６１０とにより形成された収容空間Ｓ２に配置することで、波長変換手段２２０（即ち蛍光粉）を封入できる。このため、本実施例では、波長変換手段２２０（即ち蛍光粉）は、シリコンにより覆わられていないもの、又はシリコンを混合していないものであってもよい。このように、波長変換フィルタリングモジュール６００は、シリコンが励起光束５０Ｂの高エネルギーによる高温を耐えられないことによる波長変換手段２２０（即ち蛍光粉）の発光効率の低下、更なる波長変換フィルタリングモジュール２００の損傷を回避でき、波長変換フィルタリングモジュール２００と類似な利点及び効果を有することができ、ここでその説明が省略される。

【0045】

図８は、図６Ａの他の光学領域のＢ’−Ｂ’線に沿う断面図である。図８に示すように、図８の光学領域ＴＴ’は、図５の光学領域ＴＴと類似し、透光領域であるが、相違点は以下の通りである。本実施例では、波長変換フィルタリングモジュール６００の光学領域ＴＴ’は、主に順次に第１透光層２６０、蓋体２５０及びプリズムシート２３０により形成されており、光学領域ＹＴ’、ＧＧ’の反射手段２１０と接していないため、光学領域ＴＴ’は、光学領域ＹＴ’、ＧＧ’の反射手段２１０の間に中空領域ＥＡ（図６Ａ、図６Ｂ及び図８参照）を有する。また、本実施例では、光学領域ＴＴ’は、プリズムシート２３０を有しなくてもよい。即ち、図６Ｂにおける光学領域ＴＴ’に位置するプリズムシートの一部は選択的に形成されてもよい。このように、光学領域ＴＴ’は、励起光束５０Ｂを透過させ、光学領域ＴＴと類似の作用を達成でき、ここでその説明が省略される。

【0046】

以上のことから、本発明の実施例は、下記の利点又は効果の少なくとも１つを達成できる。本発明の実施例の波長変換フィルタリングモジュール及び光源システムによれば、波長変換手段とプリズムシートを組み合わせることで、よい光線の利用効率を有し、波長変換フィルタリングモジュールが高温に耐えられないことによる損傷の恐れを回避できる。これによって、波長変換フィルタリングモジュール及び光源システムは、よい発光スペクトル、信頼性、及び長い使用寿命を有することができる。また、本発明の実施例の波長変換フィルタリングモジュール及び光源システムを適用する投影装置も上述した利点及び効果を有することができる。

【0047】

上記の説明は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲がこれらに限定されず、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいて、当業者によって何れの変更及び修飾が可能であり、本発明の保護範囲は特許請求の範囲を基準とする。また、本発明の実施例又は特許請求の範囲は何れも本発明により開示された目的又は利点又は特徴の全てを必ずしも実現する必要はない。また、要約部分と発明の名称は単に特許文献のサーチ作業を補助するためのものであり、本発明の権利範囲を限定するものではない。

【符号の説明】

【0048】

５０Ｂ 励起光束
６０Ｇ、６０Ｙ、６０Ｙ１、６０Ｙ２、６０Ｙ３ 変換光束
７０Ｇ、７０Ｒ フィルタリング光束
８０ 照明光束
１００ 光源システム
１１０ａ、１１０ｂ 青色レーザダイオードアレイ
１１０ｃ 集光部材
１２０ 分光手段
１３０ 集光手段
１４０ 光伝導モジュール
２００、６００ 波長変換フィルタリングモジュール
２１０、６１０ 反射手段
２１１ 基板
２１３ 反射部
６１３ 反射塗膜
２２０ 波長変換手段
２３０ プリズムシート
２４０ フィルタリング手段
２４１ アンチ反射層
２４３ フィルタリング層
２５０ 蓋体
２６０ 第１透光層
２７０ 第２透光層
ＧＧ、ＹＭ、ＹＴ、ＴＴ、ＧＧ’、ＹＭ’、ＹＴ’、ＴＴ’ 光学領域
Ｓ１、Ｓ２ 収容空間
ＣＡ１ 第１溝
ＣＡ２ 第２溝
ＥＡ 中空領域

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】