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(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】6554750
(24)【登録日】2019年7月19日
(45)【発行日】2019年8月7日
(54)【発明の名称】レーザー投影光源及びレーザー投影装置
(51)【国際特許分類】
G03B 21/14 20060101AFI20190729BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20190729BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20190729BHJP
F21V 9/08 20180101ALI20190729BHJP
H01S 3/00 20060101ALI20190729BHJP
H04N 5/74 20060101ALI20190729BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20190729BHJP
【ＦＩ】
G03B21/14 A
G03B21/00 D
F21S2/00 340
F21S2/00 390
F21V9/08 200
H01S3/00 A
H04N5/74 H
F21Y115:30
【請求項の数】19
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2017-200640(P2017-200640)
(22)【出願日】2017年10月16日
(65)【公開番号】特開2018-132755(P2018-132755A)
(43)【公開日】2018年8月23日
【審査請求日】2017年10月16日
(31)【優先権主張番号】62/459,617
(32)【優先日】2017年2月16日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】106126325
(32)【優先日】2017年8月4日
(33)【優先権主張国】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】596039187
【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＤＥＬＴＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】張 克蘇
(72)【発明者】
【氏名】呂 俊賢
(72)【発明者】
【氏名】周 ▲彦▼伊
(72)【発明者】
【氏名】陳 ▲チ▼
(72)【発明者】
【氏名】郭 柏村
【審査官】
中村 直行
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１４−００６５４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１７０３６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１６−１６１７０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１７−０２６８４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１６／０１６５１９４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０３Ｂ ２１／００ − ２１／６４
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｆ２１Ｖ ９／０８
Ｈ０１Ｓ ３／００
Ｈ０４Ｎ ５／７４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１レーザー光を発するための少なくとも１つの第１レーザー光源モジュールと、
前記第１レーザー光を通過させる第１受光モジュールと、
前記第１レーザー光を受光して第１蛍光と第２蛍光に変換するためのものであり、前記第１受光モジュールを通過した前記第１レーザー光を受光して前記第１蛍光を発する第１側、及び前記第２蛍光を発する第２側を有する蛍光ホイールと、
前記第２蛍光を受光するための第２受光モジュールと、
前記第１受光モジュールを通過した前記第１蛍光と前記第２受光モジュールを通過した前記第２蛍光を受光して合成させて合成光を形成するための光合成モジュールと、
を含み、
前記第１蛍光が前記第１受光モジュールを通過し、前記第２蛍光が前記第２受光モジュールを通過した後、前記第１蛍光と前記第２蛍光の少なくとも１つの光軸が屈曲され、前記第１蛍光と前記第２蛍光の光軸の屈曲回数は合計で少なくとも２回であり、
前記第１蛍光と前記第２蛍光は、同じスペクトルを有するレーザー投影光源。
前記第１レーザー光を通過させる第１受光モジュールと、
前記第１レーザー光を受光して第１蛍光と第２蛍光に変換するためのものであり、前記第１受光モジュールを通過した前記第１レーザー光を受光して前記第１蛍光を発する第１側、及び前記第２蛍光を発する第２側を有する蛍光ホイールと、
前記第２蛍光を受光するための第２受光モジュールと、
前記第１受光モジュールを通過した前記第１蛍光と前記第２受光モジュールを通過した前記第２蛍光を受光して合成させて合成光を形成するための光合成モジュールと、
を含み、
前記第１蛍光が前記第１受光モジュールを通過し、前記第２蛍光が前記第２受光モジュールを通過した後、前記第１蛍光と前記第２蛍光の少なくとも１つの光軸が屈曲され、前記第１蛍光と前記第２蛍光の光軸の屈曲回数は合計で少なくとも２回であり、
前記第１蛍光と前記第２蛍光は、同じスペクトルを有するレーザー投影光源。
【請求項2】
前記第１レーザー光は、青色光である請求項１に記載のレーザー投影光源。
【請求項3】
前記第１蛍光と前記第２蛍光との輝度差は、５％よりも小さい請求項１または２に記載のレーザー投影光源。
【請求項4】
前記第１蛍光と前記第２蛍光は、赤色光、緑色光、黄色光又はその組み合わせである請求項１から３の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項5】
前記第１受光モジュールは、
前記レーザー光を通過させて、前記第１蛍光を反射するための少なくとも１つのダイクロイックミラーを含む請求項１から４の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
前記レーザー光を通過させて、前記第１蛍光を反射するための少なくとも１つのダイクロイックミラーを含む請求項１から４の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項6】
前記第１受光モジュールは、
前記第１蛍光を集光するための集光モジュールを含む請求項１から５の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
前記第１蛍光を集光するための集光モジュールを含む請求項１から５の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項7】
前記第２受光モジュールは、
前記第２蛍光を反射するための少なくとも１つの反射鏡を含む請求項１から６の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
前記第２蛍光を反射するための少なくとも１つの反射鏡を含む請求項１から６の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項8】
前記第２受光モジュールは、
前記第２蛍光を集光するための集光モジュールを含む請求項１から７の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
前記第２蛍光を集光するための集光モジュールを含む請求項１から７の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項9】
前記光合成モジュールは、
開口部を有し、前記合成光を発するための統合ロッド（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｒｏｄ）と、
前記第１蛍光と前記第２蛍光を通過させて、前記第１蛍光の光軸と前記第２蛍光の光軸の方向を同一にし、且つ前記第１蛍光と前記第２蛍光を前記開口部に入射させる光路整合モジュールと、
を含む請求項１から８の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
開口部を有し、前記合成光を発するための統合ロッド（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｒｏｄ）と、
前記第１蛍光と前記第２蛍光を通過させて、前記第１蛍光の光軸と前記第２蛍光の光軸の方向を同一にし、且つ前記第１蛍光と前記第２蛍光を前記開口部に入射させる光路整合モジュールと、
を含む請求項１から８の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項10】
前記光合成モジュールに入射される第２レーザー光を発するための第２レーザー光源モジュールを更に含む請求項１から９の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項11】
第１レーザー光が前記蛍光ホイールを通過することで、前記第１レーザー光が前記第２側から離れて前記第２受光モジュールに入射され、前記第２受光モジュールは、前記第１レーザー光が前記第２受光モジュールから離れて前記光合成モジュールに入射されるように、前記第１レーザー光の光軸の方向を変更することに用いられる請求項１から１０の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項12】
前記蛍光ホイールは、前記第１レーザー光を前記第１蛍光と前記第２蛍光に変換するための少なくとも１つの第１蛍光層を含む請求項１から１１の何れか１項に記載のレーザー投影光源。
【請求項13】
前記蛍光ホイールは、前記第１蛍光層が設けられる少なくとも１つの透明基板を更に含む請求項１２に記載のレーザー投影光源。
【請求項14】
前記蛍光ホイールは、前記第１蛍光層が設けられる少なくとも１つの第１部分を更に有する請求項１２または１３に記載のレーザー投影光源。
【請求項15】
前記蛍光ホイールは、透明である少なくとも１つの第２部分を更に有し、且つ前記第１部分と前記第２部分は、異なるタイミングに従って前記第１レーザー光を受光することに用いられる請求項１４に記載のレーザー投影光源。
【請求項16】
前記蛍光ホイールは、第３部分を更に有し、更に、少なくとも１つの第２蛍光層を含み、前記第２蛍光層は前記第３部分に設けられ、前記第１部分と前記第３部分は異なるタイミングに従って前記第１レーザー光を受光することに用いられ、前記第１蛍光層と前記第２蛍光層は異なるタイミングに従って前記第１レーザー光を変換することに用いられ、前記第１蛍光層と前記第２蛍光層から発した光線を合成して前記第１蛍光と前記第２蛍光を形成することに用いる請求項１４に記載のレーザー投影光源。
【請求項17】
請求項１から１６の何れか１項に記載のレーザー投影光源と、
前記合成光を受光して第１色光、第２色光及び第３色光を発するための波長選択器と、
前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光を受光して少なくとも１つの映像光を発生させる少なくとも１つの映像モジュールと、
前記映像光を受光して少なくとも１つの投影光を発生させる投影モジュールと、
を含むレーザー投影装置。
前記合成光を受光して第１色光、第２色光及び第３色光を発するための波長選択器と、
前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光を受光して少なくとも１つの映像光を発生させる少なくとも１つの映像モジュールと、
前記映像光を受光して少なくとも１つの投影光を発生させる投影モジュールと、
を含むレーザー投影装置。
【請求項18】
前記映像モジュールは、３つであり、それぞれ前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光を受光して、且つそれぞれ第１色映像光、第２色映像光及び第３色映像光を発生させ、前記第１色映像光、前記第２色映像光及び前記第３色映像光を合成させて前記映像光を形成する請求項１７に記載のレーザー投影装置。
【請求項19】
前記映像モジュールは１つであり、前記波長選択器は、異なるタイミングに従って前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光を発し、前記映像モジュールは、異なるタイミングに従って前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光を受光し、且つ異なるタイミングに従って前記映像光を発生させ、前記投影モジュールは、異なるタイミングに従って前記映像光を受光し、且つ異なるタイミングに従って前記投影光を発生させる請求項１７に記載のレーザー投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザー投影光源及びレーザー投影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザー光源の開発の進展に従って、そのサイズがますます小さくなり、パワーと輝度がますます良くなるため、レーザーを光源とするプロジェクターも、ますます普及されている。
【0003】
レーザー投影光源の各特性を更に改善するために、関連分野では全力を尽くして開発している。優れる特性を持つレーザー投影光源を如何に提供することは、確実に現在の重要な開発課題の一つになり、また現在の関連分野で改良しようとする必要のある目標になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の一技術的態様は、その発した合成光の輝度を向上させるレーザー投影光源を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一実施形態によれば、レーザー投影光源は、第１レーザー光を発する少なくとも１つの第１レーザー光源モジュールと、第１レーザー光を通過させる第１受光モジュールと、第１レーザー光を受光して第１蛍光と第２蛍光に変換するものであり、第１受光モジュールを通過した第１レーザー光を受光して第１蛍光を発する第１側、及び第２蛍光を発する第２側を有する蛍光ホイールと、第２受光モジュールと、第１受光モジュールを通過した第１蛍光と第２受光モジュールを通過した第２蛍光を受光して合成させて合成光を形成する光合成モジュールと、を含み、また、第１蛍光が第１受光モジュールを通過し、第２蛍光が第２受光モジュールを通過した後、第１蛍光と第２蛍光の少なくとも１つの光軸が屈曲され、第１蛍光と第２蛍光の光軸の屈曲回数は合計で少なくとも２回である。本発明の１つまたは複数の実施形態において、第１レーザー光は、青色光である。
【0006】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、第１蛍光と第２蛍光は、同じスペクトルを有する。
【0007】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、第１蛍光と第２蛍光との輝度差は、５％よりも小さい。
【0008】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、第１蛍光と第２蛍光は、赤色光、緑色光、黄色光又はその組み合わせである。
【0009】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、第１受光モジュールは、レーザー光を通過させて、第１蛍光を反射する少なくとも１つのダイクロイックミラーを含む。
【0010】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、第１受光モジュールは、第１蛍光を集光するための少なくとも１つの集光モジュールを含む。
【0011】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、第２受光モジュールは、第２蛍光を反射するための少なくとも１つの反射鏡を含む。
【0012】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、第２受光モジュールは、第２蛍光を集光するための少なくとも１つの集光モジュールを含む。
【0013】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、光合成モジュールは、開口部を有し、合成光を発する統合ロッド（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｒｏｄ）と、第１蛍光と第２蛍光を通過させて、第１蛍光の光軸と第２蛍光の光軸の方向を同一にし、且つ第１蛍光と第２蛍光を開口部に入射させる光路整合モジュールと、を含む。
【0014】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、レーザー投影光源は、光合成モジュールに入射される第２レーザー光を発する第２レーザー光源モジュールを更に含む。
【0015】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、第１レーザー光が蛍光ホイールを通過することで、第１レーザー光が第２側から離れて第２受光モジュールに入射され、第２受光モジュールは、第１レーザー光が第２受光モジュールから離れて光合成モジュールに入射されるように、第１レーザー光の光軸の方向を変更する。
【0016】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、蛍光ホイールは、第１レーザー光を第１蛍光と第２蛍光に変換する少なくとも１つの第１蛍光層を含む。
【0017】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、蛍光ホイールは、第１蛍光層が設けられる少なくとも１つの透明基板を更に含む。
【0018】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、蛍光ホイールは、第１蛍光層が設けられる少なくとも１つの第１部分を更に有する。
【0019】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、蛍光ホイールは、透明である少なくとも１つの第２部分を更に有し、且つ第１部分と第２部分は、異なるタイミングに従って第１レーザー光を受光する。
【0020】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、蛍光ホイールは、第３部分を更に有し、第３部分に設けられた少なくとも１つの第２蛍光層を更に含み、第１部分と第３部分は異なるタイミングに従って第１レーザー光を受光し、第１蛍光層と第２蛍光層は異なるタイミングに従って第１レーザー光を変換することで、第１蛍光層と第２蛍光層から発した光線を合成して第１蛍光と第２蛍光を形成する。
【0021】
本発明の他の実施形態によれば、レーザー投影装置は、前記のレーザー投影光源と、合成光を受光して第１色光、第２色光及び第３色光を発する波長選択器と、第１色光、第２色光及び第３色光を受光して少なくとも１つの映像光を発生させる少なくとも１つの映像モジュールと、映像光を受光して少なくとも１つの投影光を発生させる投影モジュールと、を含む。
【0022】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、映像モジュールは、３つであり、それぞれ第１色光、第２色光及び第３色光を受光して、且つそれぞれ第１色映像光、第２色映像光及び第３色映像光を発生させ、第１色映像光、第２色映像光及び第３色映像光を光合成させて映像光を形成する。
【0023】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、映像モジュールは１つであり、波長選択器は異なるタイミングに従って第１色光、第２色光及び第３色光を発し、映像モジュールは異なるタイミングに従って第１色光、第２色光及び第３色光を受光し、且つ異なるタイミングに従って映像光を発生させ、投影モジュールは異なるタイミングに従って映像光を受光し、且つ異なるタイミングに従って投影光を発生させる。
【0024】
本発明の上述実施形態は、レーザー投影光源の蛍光ホイールにおける反射層の設計を省略することにより、一部の蛍光を蛍光ホイールの第１側から射出し、他部分の蛍光を蛍光ホイールの第２側から射出し、即ち蛍光を蛍光ホイールの両面から射出することができる。そして、反射層が設けられていないので、反射層が一部の蛍光を吸収することが発生せず、光合成モジュールの受光した蛍光はそれに従って増加することができるので、レーザー投影光源から発した合成光の輝度を大幅に向上させることができる。
【0025】
更に、蛍光粉末が自体を開始点として周囲へ蛍光を発した後、蛍光はその他の蛍光粉末で吸収されて、蛍光自体が発光を吸収することが発生する可能性があるので、蛍光ホイールの光取出率を低下させる。レーザー投影光源の蛍光ホイールにおける反射層の設計を省略することにより、蛍光が蛍光ホイールの第１側又は第２側に達した後、蛍光はそのまま蛍光層から離れる。そこで、蛍光が蛍光層での平均経路長は短くなり、蛍光層には蛍光自体が発光を吸収することが発生しにくいため、蛍光層の発光効率を効果的に向上させることができる。
【0026】
上記２種のメカニズムにより、レーザー投影光源から発した合成光の輝度を大幅に向上させることができる。幾つかの実施形態において、従来のレーザー投影光源に比べて、レーザー投影光源から発した合成光の輝度を約２０％〜３０％向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の一実施形態によるレーザー投影光源及びその光路を示す模式図である。
【図2】本発明の一実施形態による蛍光ホイールを示す部分側面図である。
【図3】従来のレーザー投影光源による蛍光ホイールを示す部分側面図である。
【図4】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す部分側面図である。
【図5】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す部分側面図である。
【図6】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す部分側面図である。
【図7】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す部分側面図である。
【図8】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す部分側面図である。
【図9】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す部分側面図である。
【図10】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す正面図である。
【図11】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す正面図である。
【図12】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す正面図である。
【図13】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す正面図である。
【図14】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す正面図である。
【図15】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す正面図である。
【図16】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す正面図である。
【図17】本発明の異なる実施形態による蛍光ホイールを示す正面図である。
【図18】本発明の異なる実施形態による光合成モジュールを示す模式図である。
【図19】本発明の異なる実施形態による光合成モジュールを示す模式図である。
【図20】本発明の異なる実施形態によるレーザー投影光源及びその光路を示す模式図である。
【図21】本発明の異なる実施形態によるレーザー投影光源及びその光路を示す模式図である。
【図22】本発明の異なる実施形態によるレーザー投影光源及びその光路を示す模式図である。
【図23】本発明の異なる実施形態によるレーザー投影光源及びその光路を示す模式図である。
【図24】本発明の異なる実施形態によるレーザー投影装置及びその光路を示す模式図である。
【図25】本発明の異なる実施形態によるレーザー投影装置及びその光路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、図面で本発明の複数の実施形態を説明する。明らかに説明するために、下記で多くの実際の細部を合わせて説明する。しかしながら、理解すべきなのは、これらの実際の細部が、本発明を制限するためのものではない。つまり、本発明の実施形態の一部において、これらの実際の細部は、必ずしも必要ではない。また、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造及び素子については、図面において簡単で模式的に示される。
【0029】
図１は、本発明の一実施形態によるレーザー投影光源１００及びその光路を示す模式図である。本発明の異なる実施形態は、レーザー投影光源１００を提供する。図１に示すように、レーザー投影光源１００は、レーザー光源モジュール１１１と、受光モジュール１２０と、蛍光ホイール１３０と、受光モジュール１４０と、光合成モジュール１５０と、を含む。
【0030】
レーザー光源モジュール１１１は、レーザー光９０１を発する。レーザー光９０１は、受光モジュール１２０を通過する。蛍光ホイール１３０は、第１側１３０ａと第２側１３０ｂを有する。蛍光ホイール１３０は、レーザー光９０１を受光し、且つ一部のレーザー光９０１を蛍光９０３と蛍光９０４に変換する。第１側１３０ａは、受光モジュール１２０を通過したレーザー光９０１を受光して、且つ蛍光９０３を発する。第２側１３０ｂは、蛍光９０４及び蛍光ホイール１３０を透過したレーザー光９０１を発する。蛍光９０３は、第１光軸を有し、受光モジュール１２０を通過して、受光モジュール１２０により第１光軸の方向が変更されるように、受光モジュール１２０で屈曲され、例えば、１回屈曲されてよい。受光モジュール１４０は、蛍光９０４を受光する。蛍光９０４は、第２光軸を有し、受光モジュール１４０を通過して、受光モジュール１４０により第２光軸の方向が変更されるように、受光モジュール１４０で屈曲され、例えば、２回屈曲されてよい。光合成モジュール１５０は、受光モジュール１２０を通過した蛍光９０３及び受光モジュール１４０を通過した蛍光９０４を受光して合成させて合成光９０５を形成する。蛍光９０３、９０４が光合成モジュール１５０に入る場合、第１光軸と第２光軸との角度差は３０度よりも大きい。本実施形態において、第１光軸と第２光軸との角度差は、約９０度である。
【0031】
更に、レーザー光９０１は、蛍光ホイール１３０を通過して、蛍光ホイール１３０の第２側１３０ｂから離れて受光モジュール１４０に入射する。レーザー光９０１は、第３光軸を有し、受光モジュール１４０により第３光軸の方向が変更され、且つ受光モジュール１４０から離れて光合成モジュール１５０に入射するように、受光モジュール１４０で屈曲され、例えば、２回屈曲されてよい。
【0033】
図３は、従来のレーザー投影光源による蛍光ホイール８１０を示す部分側面図である。図１、図２及び図３に示すように、従来のレーザー投影光源において、蛍光ホイールは、透過型蛍光ホイール又は反射型蛍光ホイールであってよい。例としては、蛍光ホイール８１０は、反射型蛍光ホイールである。蛍光ホイール８１０は、反射層８１２によって蛍光層８１１から射出した蛍光を集光することで、蛍光９９２を蛍光ホイール８１０の一方の側から射出させる。レーザー光が蛍光層８１１に入射して且つ蛍光層８１１における蛍光粉末８１１ａを励起させた後、蛍光粉末８１１ａが自体を開始点として周囲へ蛍光９９２を発するので、蛍光９９２は、異なる角度で反射層８１２に入射される。蛍光９９２の反射層８１２に入射した入射角の角度が一定の角度よりも大きい場合（例としては、６０度）、反射層８１２の反射率は、ある程度で低下する。つまり、反射層８１２は、蛍光９９２の一部を吸収する。類似なことを避けるために、レーザー投影光源１００の蛍光ホイール１３０における反射層の設計を省略することで、蛍光９０３が蛍光ホイール１３０の第１側１３０ａから射出し、蛍光９０４が蛍光ホイール１３０の第２側１３０ｂから射出する。そして、反射層が設けられていないので、反射層により一部の蛍光９０３、９０４が吸収されることはない。光合成モジュール１５０がより多くの蛍光９０３、９０４を受光することができるので、レーザー投影光源１００から発した合成光９０５の輝度を大幅に向上させることができる。
【0034】
更に、図２と図３に示すように、蛍光粉末１３１ａ、８１１ａが自体を開始点として周囲へ蛍光９９１、９９２を発した後、蛍光９９１、９９２は、その他の蛍光粉末により吸収されて、蛍光自体が発光を吸収する可能性がある。この部分がエネルギーの損失であるため、蛍光ホイール１３０、８１０の光取出率は低下する。従来のレーザー投影光源において、蛍光９９２は、蛍光層８１１の一部を通過して、反射層８１２により反射された後で、また蛍光層８１１に戻すことがある。これに対して、レーザー投影光源１００の蛍光ホイール１３０における反射層の設計を省略することことにより、蛍光９９１は、第１側１３０ａ又は第２側１３０ｂに達した後、そのまま蛍光層１３１から離れる。そこで、同じ厚さの蛍光層において、蛍光９９２の蛍光層８１１での平均経路長と比べて、蛍光９９１の蛍光層１３１での平均経路長が相対的に短いため、従来のレーザー投影光源と比べて、蛍光層１３１には、蛍光自体が発光を吸収することが容易に発生しない。このため、蛍光層１３１の発光効率を効果的に制御することができる。
【0035】
上記メカニズムにより、レーザー投影光源１００から発した合成光９０５の輝度を大幅に向上させることができる。幾つかの実施形態において、従来のレーザー投影光源に比べて、レーザー投影光源１００から発した合成光９０５の輝度は、約２０％〜３０％向上されることができる。しかし、レーザー投影光源１００全体として、受光モジュール１２０、１４０を通過した蛍光９０３、９０４が、必ずしも光合成モジュール１５０によって光合成する必要がなく、勿論、２つの光経路に分けて後端の対応する波長選択器２１０及び映像モジュール２２０で処理されても、同様に本発明の効果を達成させることができる。
【0036】
レーザー光９０１は、蛍光層１３１を励起させるための励起光であり、好ましくは、短い波長のレーザー光から蛍光粉末１３１ａにより長い波長を有する被励起光に変換される。具体的には、レーザー光９０１は青色光又は紫外光であり、蛍光９０３、９０４は前記被励起光である。理解すべきなのは、以上に挙げられたレーザー光９０１の具体的な実施形態は、ただ例示であり、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、レーザー光９０１の具体的な実施形態を弾性的に選択すべきである。
【0037】
具体的には、蛍光９０３と蛍光９０４とは、同じスペクトルを有し、且つそれらの輝度差が５％よりも小さい。蛍光９０３と蛍光９０４とは、赤色光、緑色光、黄色光又はその組み合わせである。理解すべきなのは、以上に挙げられた蛍光９０３と蛍光９０４の具体的な実施形態は、ただ例示であり、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、蛍光９０３と蛍光９０４の具体的な実施形態を弾性的に選択すべきである。
【0038】
図２に示すように、蛍光層１３１は、蛍光粉末１３１ａがその中に焼結されるガラス塊材であるが、これに限定されない。その他の実施形態において、蛍光層１３１は、その他の透光性材料であってよい。
【0039】
図４〜図９は、本発明の異なる実施形態による蛍光ホイール１３０を示す部分側面図である。図４に示すように、本実施形態の蛍光ホイール１３０は、ほぼ図２の蛍光ホイール１３０と同じであり、以下、主に相違点について説明する。
【0040】
蛍光ホイール１３０は、透明基板１３２を更に含む。蛍光層１３１が透明基板１３２に設けられる。具体的には、透明基板１３２は第１側１３０ａに位置し、且つ蛍光層１３１は第２側１３０ｂに位置する。更に、蛍光ホイール１３０は、反射防止膜１３３を更に含む。反射防止膜１３３は、透明基板１３２の光透過性を向上させるために、透明基板１３２の蛍光層１３１に対向する側、即ちレーザー光９０１の蛍光ホイール１３０に入射する光入射側に設けられる。
【0041】
具体的には、蛍光層１３１は、蛍光粉末１３１ａがその中に混合される透明なコロイドであり、これに限定されない。その他の実施形態において、蛍光層１３１は、その他の透光性材料であってよい。
【0042】
具体的には、透明基板１３２の材質は、ガラスであってよいが、これに限定されない。その他の実施形態において、透明基板１３２は、その他の透明材質であってよい。
【0043】
図５に示すように、本実施形態の蛍光ホイール１３０は、主に、蛍光層１３１が第１側１３０ａに位置し、且つ透明基板１３２が第２側１３０ｂに位置すること以外、ほぼ図４の蛍光ホイール１３０と同じである。また、反射防止膜１３３は、蛍光ホイール１３０の光射出効率を向上させるために、透明基板１３２の蛍光層１３１に対向する側、即ち蛍光９０４の光射出側に設けられる。
【0045】
蛍光ホイール１３０は、２つの透明基板１３２ａ、１３２ｂを更に含む。蛍光層１３１は、透明基板１３２ａと透明基板１３２ｂとの間に挟まれて設けられる。具体的には、透明基板１３２ａが第１側１３０ａに位置し、且つ透明基板１３２ｂが第２側１３０ｂに位置する。更に、蛍光ホイール１３０は、反射防止膜１３３ａ、１３３ｂを更に含む。反射防止膜１３３ａは透明基板１３２ａの蛍光層１３１に対向する側に設けられ、反射防止膜１３３ｂは透明基板１３２ｂの蛍光層１３１に対向する側に設けられる。
【0047】
蛍光ホイール１３０は、蛍光層１３１ｂを更に含む。蛍光層１３１と蛍光層１３１ｂとは、それぞれ透明基板１３２の両側に設けられる。具体的には、蛍光層１３１が第１側１３０ａに位置し、且つ蛍光層１３１ｂが第２側１３０ｂに位置する。また、蛍光ホイール１３０には反射防止膜１３３が含まれない。その他の適用では、蛍光９０３と蛍光９０４とのスペクトル範囲を同じ又は異なるようにして、後で合成光９０５が所望の波長範囲又は強度等の光学的性質を持つように調整できるように、蛍光層１３１と蛍光層１３１ｂとは、同じ又は異なる蛍光材料であってよい。
【0048】
図８に示すように、本実施形態の蛍光ホイール１３０は、主に、反射防止膜１３３ｃがコーティング又はその他の可能な形成形態で蛍光層１３１と透明基板１３２との間に設けられることができ、反射防止膜１３３ｃの光学特性が蛍光層１３１と透明基板１３２に対応するので、蛍光層１３１と透明基板１３２との間の反射防止要求を処理することができること以外、ほぼ図４の蛍光ホイール１３０と同じである。
【0049】
図９に示すように、本実施形態の蛍光層１３１は、主に、反射防止膜１３３ｄがコーティング又はその他の可能な形成形態で蛍光層１３１の両側に設けられることができ、反射防止膜１３３ｄの光学特性が蛍光層１３１と空気に対応するので、蛍光層１３１の光射出能力が向上すること以外、ほぼ図２の蛍光層１３１と同じである。
【0051】
図１０〜図１５は、本発明の異なる実施形態による蛍光ホイール１３０を示す正面図である。図１０に示すように、蛍光層１３１は、蛍光ホイール１３０の全体に分布される。また、レーザー光９０１（図１参照）の蛍光ホイール１３０に入射する位置は、点１３８ａであり、点線部分は蛍光ホイール１３０が回転する時レーザー光９０１が蛍光ホイール１３０に照射した軌跡である。その他の変化された態様では、蛍光層１３１が必ずしも蛍光ホイール１３０の全体に分布せずに、前記軌跡に分布された環状分布形態であってよく、同様に本発明の目的を達成させることができる。
【0053】
レーザー光源モジュール１１１（図１参照）が複数個であるため、レーザー光９０１（図１参照）の数も複数個である。その中の１つのレーザー光９０１の蛍光ホイール１３０に入射する位置は、点１３８ａであり、もう１つのレーザー光９０１の蛍光ホイール１３０に入射する位置は、点１３８ｂである。点１３８ａと蛍光ホイール１３０の中心との距離は、点１３８ｂと蛍光ホイール１３０の中心との距離と同じである。注意すべきなのは、その他の実施形態において、２つのレーザー光９０１の蛍光ホイール１３０に入射するエネルギー又はスペクトルは異なってもよく、又はタイミングに従って光線を発してもよく、なお、レーザー光９０１の蛍光ホイール１３０に入射する位置は、点１３８ａ、１３８ｂだけでなくてもよく、且つレーザー光９０１の蛍光ホイール１３０に入射する異なる位置と蛍光ホイール１３０の中心との距離は同じ又は異なる可能性がある。
【0054】
更に、点１３８ａ、１３８ｂは、それぞれ蛍光ホイール１３０の左右両側に設けられる。そこで、レーザー投影光源１００が作動して且つ蛍光ホイール１３０が回転する場合、点１３８ａ、１３８ｂを通過したばかりの蛍光層１３１の部分は、蛍光ホイール１３０が半周回転した後で、更に点１３８ａ、１３８ｂを通過するので、蛍光層１３１の各部分が点１３８ａ、１３８ｂを通過する時間間隔が延長され、更に蛍光層１３１の各部分がレーザー光９０１で焼損されることを防止することができる。類似する適用では、点１３８ａ、１３８ｂに投影されたレーザー光源モジュール１１１は、更にタイミングに従って発光することができる。理解すべきなのは、以上に挙げられた点１３８ａ、１３８ｂの位置はただ例示であり、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、点１３８ａ、１３８ｂの位置を弾性的に選択すべきである。
【0056】
点１３８ａと蛍光ホイール１３０の中心との距離は、点１３８ｂと蛍光ホイール１３０の中心との距離よりも大きい。点１３８ａと蛍光ホイール１３０の中心との距離は、点１３８ｂと蛍光ホイール１３０の中心との距離と異なるので、点１３８ａを通過した蛍光層１３１の部分は、点１３８ｂを通過せず、点１３８ｂを通過した蛍光層１３１の部分は、点１３８ａを通過しない。そこで、蛍光層１３１の各部分が点１３８ａ、１３８ｂを通過する時間間隔が更に延長され、更に蛍光層１３１の各部分がレーザー光９０１で焼損されることを防止することができる。
【0057】
図１３〜図１５の蛍光ホイール１３０は、主に、異なる部分を有し、異なる部分には異なる蛍光層を設けるか又は蛍光層を設けない可能性があること以外、ほぼ図１０〜図１２の蛍光ホイール１３０と同じである。
【0059】
蛍光ホイール１３０の中心を基準として、蛍光ホイール１３０を扇形状の部分１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ、１３９ｄに分割する。蛍光層１３１が部分１３９ａに設けられる。蛍光ホイール１３０は、蛍光層１３１ｂ、１３１ｃを更に含む。蛍光層１３１ｂが部分１３９ｂに設けられて、蛍光層１３１ｃが部分１３９ｃに設けられる。部分１３９ｄは、透明である。レーザー光源モジュール１１１はレーザー光９０１（図１参照）を持続的に発光し、且つ蛍光ホイール１３０が回転する時、部分１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ、１３９ｄは異なるタイミングに従ってレーザー光９０１を受光する。そこで、蛍光層１３１、１３１ｂ、１３１ｃは、異なるタイミングに従ってレーザー光９０１を変換し、且つそれぞれ異なる又は同じ蛍光を発し、これらの蛍光が光合成されて蛍光９０３と蛍光９０４になる。部分１３９ｄがレーザー光９０１を受光する時、レーザー光９０１は、蛍光ホイール１３０の部分１３９ｄを透過する。
【0060】
具体的には、蛍光層１３１、１３１ｂ、１３１ｃから発した蛍光は、赤色光、緑色光、黄色光又はその組み合わせであってよい。更に、蛍光層１３１、１３１ｂ、１３１ｃから発した蛍光の中の２個又は３個は、異なるスペクトルを有する２種類又は３種類の赤色光、異なるスペクトルを有する２種類又は３種類の緑色光又は異なるスペクトルを有する２種類又は３種類の黄色光であってよい。そこで、蛍光９０３と蛍光９０４は、後で光合成した後所望のスペクトルを持つように調整されることができる。
【0062】
蛍光ホイール１３０の中心を基準とし、蛍光ホイール１３０を扇形状の２個の部分１３９ａ、２個の部分１３９ｂ、２個の部分１３９ｃ及び２個の部分１３９ｄに分割する。蛍光層１３１は部分１３９ａに設けられる。蛍光層１３１ｂは部分１３９ｂに設けられ、蛍光層１３１ｃは部分１３９ｃに設けられる。部分１３９ｄは、透明である。部分１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ、１３９ｄは異なるタイミングに従ってレーザー光９０１（図１参照）を受光する。そこで、蛍光層１３１、１３１ｂ、１３１ｃは異なるタイミングに従ってレーザー光９０１を変換し、且つ蛍光層１３１、１３１ｂ、１３１ｃはそれぞれ異なる又は同じ蛍光を発し、これらの蛍光が光合成されて蛍光９０３と蛍光９０４になる。部分１３９ｄがレーザー光９０１を受光する時、レーザー光９０１は蛍光ホイール１３０の部分１３９ｄを透過する。
【0063】
具体的には、蛍光層１３１、１３１ｂ、１３１ｃから発した蛍光は、赤色光、緑色光、黄色光又はその組み合わせであってよい。更に、蛍光層１３１、１３１ｂ、１３１ｃから発した蛍光の中の２個又は３個は異なるスペクトルを有する２種類又は３種類の赤色光、異なるスペクトルを有する２種類又は３種類の緑色光又は異なるスペクトルを有する２種類又は３種類の黄色光であってよい。
【0065】
点１３８ａと蛍光ホイール１３０の中心との距離は、点１３８ｂと蛍光ホイール１３０の中心との距離よりも大きい。点１３８ａと蛍光ホイール１３０の中心との距離と点１３８ｂと蛍光ホイール１３０の中心との距離とが異なるので、点１３８ａを通過した蛍光層１３１の部分は、点１３８ｂを通過せず、点１３８ｂを通過した蛍光層１３１の部分は、点１３８ａを通過しない。
【0066】
注意すべきなのは、蛍光ホイール１３０における異なる部分の位置での配置は、必ずしも上記実施形態に従う必要がない。例としては、幾つかの実施形態において、部分１３９ａにおける蛍光ホイール１３０の中心に近い部分と蛍光ホイール１３０の中心から離れる部分とを更に２個の部分に分割することができる。そして、部分１３９ａにおける蛍光ホイール１３０の中心に近い部分は、点１３８ｂを通過することができるが、点１３８ａを通過することができず、部分１３９ａにおける蛍光ホイール１３０の中心から離れる部分は、点１３８ａを通過することができるが、点１３８ｂを通過することができない。部分１３９ａは、蛍光ホイール１３０の中心との距離を基準として３個以上の部分に分割されてもよい。部分１３９ｂ、１３９ｃ、１３９ｄも複数の部分に分割されてもよい。
【0067】
図１６と図１７は、本発明の異なる実施形態による蛍光ホイール１３０を示す正面図である。図１６に示すように、蛍光ホイール１３０は、モータ１３４と上リング１３５を更に含む。モータ１３４は、蛍光ホイール１３０の中心に設けられる。蛍光層１３１は、モータ１３４を回す。上リング１３５がモータ１３４と蛍光層１３１との間に設けられるので、モータ１３４は、蛍光層１３１に固定される。蛍光ホイール１３０の回転平衡を調整するために、材料を上リング１３５に添加し又は上リング１３５での部分材料を除去することができる。
【0068】
図１７に示すように、蛍光ホイール１３０は、モータ１３４、上リング１３５及び剛性板材１３６を更に含む。モータ１３４は、剛性板材１３６に固定され、蛍光層１３１は剛性板材１３６を回す。上リング１３５が剛性板材１３６と蛍光層１３１との間に設けられるので、剛性板材１３６が蛍光層１３１に固定される。
【0069】
注意すべきなのは、幾つかの実施形態において、蛍光層１３１は、異なる部分に分割されてもよく、異なる部分には異なる蛍光層が設けられることができ、且つ、幾つかの部分は透明であってもよい。
【0070】
また図１を参照されたい。図１に示すように、受光モジュール１２０は、ダイクロイックミラー１２１と集光モジュール１２２を含む。レーザー光源モジュール１１１がレーザー光９０１を発した後、レーザー光９０１は、ダイクロイックミラー１２１と集光モジュール１２２を通過して蛍光ホイール１３０に入射する。蛍光ホイール１３０の第１側１３０ａが蛍光９０３を発した後、集光モジュール１２２は、蛍光９０３を集光する。そして、ダイクロイックミラー１２１は、蛍光９０３を反射して、蛍光９０３をダイクロイックミラー１２１で屈曲させることで、蛍光９０３の第１光軸の方向を変更する。具体的には、ダイクロイックミラー１２１が蛍光９０３を吸収しないようにするために、蛍光９０３がダイクロイックミラー１２１に入射する角度は、約６０度（本実施形態において、蛍光９０３がダイクロイックミラー１２１に入射する角度は、約４５度である）よりも小さい。
【0071】
具体的には、集光モジュール１２２は少なくとも１つの集光レンズを含む。注意すべきなのは、蛍光粉末が自体を開始点として周囲へ蛍光９０３を発光するので、集光モジュール１２２が蛍光９０３を効果的に集光させるために、集光モジュール１２２と蛍光ホイール１３０との間の光路の長さを発散の具合に応じて調整することができる。
【0072】
また、受光モジュール１２０の内部光路配置は、上記に限定されない。例としては、幾つかの実施形態において、蛍光ホイール１３０の第１側１３０ａが蛍光９０３を発した後、まず、ダイクロイックミラー１２１により蛍光９０３を反射する。そして、集光モジュール１２２は、蛍光９０３を集光した後で光合成モジュール１５０に送信する。また、幾つかの実施例において、レーザー光９０１は、ダイクロイックミラー１２１のみを通過するが、集光モジュール１２２を通過しない。
【0073】
受光モジュール１４０は、反射鏡１４１、１４２及び集光モジュール１４３を含む。蛍光ホイール１３０の第２側１３０ｂが蛍光９０４を発した後、反射鏡１４１、１４２は、順にレーザー光９０１と蛍光９０４を反射し、且つ蛍光９０４の第１光軸の方向とレーザー光９０１の第３光軸の方向を変更し、即ち蛍光９０４とレーザー光９０１が２回屈曲された後で集光モジュール１４３に入射される。そして、集光モジュール１４３は蛍光９０４を集光し、レーザー光９０１は集光モジュール１４３を通過する。具体的には、反射鏡１４１、１４２が蛍光９０４を吸収しないようにするために、蛍光９０４の反射鏡１４１、１４２に入射される角度は、約６０度（本実施形態において、蛍光９０４が反射鏡１４１、１４２に入射される角度が約４５度である）よりも小さい。その他の変化の態様では、後端の合成光９０５の光学的性質を調整するために、前記反射鏡１４１、１４２は、実際な要求に応じて、透過又は反射のダイクロイックミラーに対応するように、レーザー光９０１及び蛍光９０４に対する特定な波長範囲を選択してもよい。
【0074】
具体的には、集光モジュール１４３は、少なくとも１つの集光レンズを含む。注意すべきなのは、蛍光粉末が自体を開始点として周囲へ蛍光９０３を発散するので、集光モジュール１４３が蛍光９０４を効果的に集光させるために、集光モジュール１４３と蛍光ホイール１３０との間の光路の長さを発散の具合に応じて調整することができる。
【0075】
また、受光モジュール１４０の内部光路配置は、上記に限定されない。例としては、幾つかの実施形態において、蛍光ホイール１３０の第２側１３０ｂが蛍光９０４を発した後、集光モジュール１４３は蛍光９０４を集光し、且つレーザー光９０１は集光モジュール１４３を通過する。そして、反射鏡１４１、１４２は、順にレーザー光９０１と蛍光９０４を反射する。
【0076】
図１８と図１９は、本発明の異なる実施形態による光合成モジュール１５０を示す側面図である。図１８に示すように、光合成モジュール１５０は、光路整合モジュール１５１と統合ロッド（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｒｏｄ）１５２を含む。統合ロッド１５２は、開口部１５２ｏを有し、且つ出口で合成光９０５を発する。光路整合モジュール１５１により、レーザー光９０１と蛍光９０３、９０４が光路整合モジュール１５１を通過した後、蛍光９０３の第１光軸、蛍光９０４の第２光軸及びレーザー光９０１の第３光軸の方向が同じで、且つレーザー光９０１と蛍光９０３、９０４が開口部１５２ｏに入射される。そして、統合ロッド１５２は、開口部１５２ｏに入射するレーザー光９０１と蛍光９０３、９０４を均一に混合した後、合成光９０５を発する。
【0077】
具体的には、光路整合モジュール１５１は、反射面１５１ｒを有する。反射面１５１ｒは、レーザー光９０１と蛍光９０４を反射する。レーザー光９０１と蛍光９０４の反射面１５１ｒに入射した角度は、約４５度である。
【0078】
その他の実施形態において、光路整合モジュール１５１は、その他の態様を有してもよい。例としては、図１９は、光路整合モジュール１５１の他の態様を示す。更に例えば、光路整合モジュール１５１と統合ロッド１５２は一体のものであってよい。主に、まず、光入射面には各光線方向での統合を行い、第３光軸の方向と同じであるように統合し、その後、更に各光線を均一に混合する。更に例えば、その他の実施可能な態様では、光路整合モジュール１５１は、光ファイバモジュールであってもよい。
【0079】
幾つかの実施形態において、集光レンズで統合ロッド１５２を代替してもよい。また、光合成モジュール１５０は、光ファイバモジュールであってよい。
【0080】
図２０〜図２３は、それぞれ本発明の異なる実施形態によるレーザー投影光源１００及びその光路を示す模式図である。レーザー投影光源１００における素子の細部は、以上のようであり、ここで繰り返して説明しない。図２０に示すように、レーザー投影光源１００は、他のレーザー光源モジュール１１２を更に含む。レーザー光源モジュール１１２は、光合成モジュール１５０に入射される青色レーザー光９０２を発する。また、レーザー光９０１は、蛍光ホイール１３０を通過する時蛍光ホイール１３０の蛍光層で吸収されるため、受光モジュール１４０を通過せず、且つ光合成モジュール１５０に入射されないが、これに限定されない。その他の実施形態において、レーザー光９０１は、蛍光ホイール１３０を通過することができるので、第２側１３０ｂから離れて受光モジュール１４０に入射される。受光モジュール１４０は、レーザー光９０１が受光モジュール１４０から離れて光合成モジュール１５０に入射されるように、レーザー光９０１の第３光軸の方向を変更する。
【0081】
原則的には、レーザー投影光源１００により完全な色表現をもたせるために、レーザー光源モジュール１１２のレーザー光９０２は、特定波長範囲を補充する光線として使用される。例としては、レーザー光９０１及び蛍光９０３、９０４には青色光要素が欠如する時、レーザー光９０２は青色光であり、赤色光要素が欠如する時、レーザー光９０２は赤色光である。補光するために、青色光を補足することを例として、レーザー光９０２は受光モジュール１２０から入射して補光してもよく、例えば、ダイクロイックミラー１２１から入射して補光する。理解すべきなのは、以上に挙げられたレーザー光９０２の具体的な実施形態は、ただ例示であり、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、レーザー光９０２の具体的な実施形態を弾性的に選択すべきである。
【0082】
又は、図２１に示すように、レーザー光源モジュール１１１は、レーザー光９０１を発する。レーザー光９０１は、受光モジュール１２０を通過する。蛍光ホイール１３０は、第１側１３０ａと第２側１３０ｂを有する。蛍光ホイール１３０は、レーザー光９０１を受光し、且つレーザー光９０１を蛍光９０３と蛍光９０４に変換して且つそれぞれ第１側１３０ａと第２側１３０ｂから発する。蛍光９０３は、第１光軸を有し、受光モジュール１２０を通過して、受光モジュール１２０により第１光軸の方向が変更されるように、受光モジュール１２０において集光モジュール１２２で集光、屈曲され、例えば、ダイクロイックミラー１２１、反射鏡１２４、１２６で３回屈曲されてよい。受光モジュール１４０は、蛍光９０４を受光して集光する集光モジュール１４３を有する。光合成モジュール１５０は受光モジュール１２０を通過した蛍光９０３と受光モジュール１４０を通過した蛍光９０４を受光して合成させて合成光９０５を形成し、蛍光９０３、９０４は光合成モジュール１５０に入る場合、第１光軸と第２光軸との角度差が、約９０度である。
【0083】
その他の実施例において、図２２に示すように、レーザー光源モジュール１１１は、レーザー光９０１を発する。レーザー光９０１は、受光モジュール１２０を通過する。蛍光ホイール１３０は、第１側１３０ａと第２側１３０ｂを有する。蛍光ホイール１３０は、レーザー光９０１を受光し、且つレーザー光９０１を蛍光９０３と蛍光９０４に変換してそれぞれ第１側１３０ａと第２側１３０ｂから発する。蛍光９０３は第１光軸を有し、受光モジュール１２０を通過して、受光モジュール１２０により第１光軸の方向が変更されるように、受光モジュール１２０において集光モジュール１２２で集光、屈曲され、例えば、ダイクロイックミラー１２１、反射鏡１２４で２回屈曲されてよい。受光モジュール１４０は、蛍光９０４を受光して集光する集光モジュール１４３を有する。光合成モジュール１５０は、受光モジュール１２０を通過した蛍光９０３と受光モジュール１４０を通過した蛍光９０４を受光して合成させて合成光９０５を形成し、また、蛍光９０３、９０４は光合成モジュール１５０に入る場合、第１光軸と第２光軸とが、ほぼ平行である。
【0084】
その他の実施例において、図２３に示すように、レーザー光源モジュール１１１は、レーザー光９０１を発する。レーザー光９０１は、受光モジュール１２０を通過する。蛍光ホイール１３０は、第１側１３０ａと第２側１３０ｂを有する。蛍光ホイール１３０は、レーザー光９０１を受光し、且つレーザー光９０１を蛍光９０３と蛍光９０４に変換して、それぞれ第１側１３０ａと第２側１３０ｂから発する。蛍光９０３は、第１光軸を有し、受光モジュール１２０を通過して、受光モジュール１２０により第１光軸の方向が変更されるように、受光モジュール１２０において集光モジュール１２２で集光、屈曲され、例えば、ダイクロイックミラー１２１と反射鏡１２４により２回屈曲されてよい。蛍光９０４は、第２光軸を有し、受光モジュール１４０を通過して、受光モジュール１４０により第２光軸の方向が変更されるように、受光モジュール１４０において集光モジュール１４３で集光、屈曲され、例えば、反射鏡１４２、１４４により２回屈曲されてよい。光合成モジュール１５０は受光モジュール１２０を通過した蛍光９０３と受光モジュール１４０を通過した蛍光９０４を受光して合成させて合成光９０５を形成し、また、蛍光９０３、９０４は光合成モジュール１５０に入射する時、第１光軸と第２光軸との角度差が、約１８０度である。
【0085】
図２４と図２５は、本発明の異なる実施形態によるレーザー投影装置２００及びその光路を示す模式図である。図２４と図２５に示すように、レーザー投影装置２００は、レーザー投影光源１００と、波長選択器２１０と、少なくとも１つの映像モジュールと、投影モジュール２３０と、を含む。波長選択器２１０は、合成光９０５を受光して、第１色光９１１、第２色光９１２及び第３色光９１３を発する。映像モジュールは第１色光９１１、第２色光９１２及び第３色光９１３を受光し、且つ少なくとも１つの映像光を発生させる。投影モジュール２３０は、映像光を受光し、且つ少なくとも１つの投影光を発生させる。
【0086】
図１と図２４に示すように、図２４におけるレーザー投影光源１００は、前記の何れのレーザー投影光源１００であってよい。レーザー投影装置２００は、映像モジュール２２０を含み、且つ映像モジュール２２０が１つである。波長選択器２１０は、異なるタイミングに従って第１色光９１１、第２色光９１２及び第３色光９１３を発する。映像モジュール２２０は、異なるタイミングに従って第１色光９１１、第２色光９１２及び第３色光９１３を受光する。映像モジュール２２０は、第１色光９１１を受光した後、映像光９２１を発生させる。映像モジュール２２０は、第２色光９１２を受光した後、映像光９２２を発生させる。映像モジュール２２０は、第３色光９１３を受光した後、映像光９２３を発生させる。つまり、映像モジュール２２０は、異なるタイミングに従って映像光９２１、９２２、９２３を発生させる。投影モジュール２３０は、異なるタイミングに従って映像光９２１、９２２、９２３を受光する。投影モジュール２３０は、映像光９２１を受光した後、投影光９３１を発生させる。投影モジュール２３０は、映像光９２２を受光した後、投影光９３２を発生させる。投影モジュール２３０は、映像光９２３を受光した後、投影光９３３を発生させる。つまり、投影モジュール２３０は、異なるタイミングに従って投影光９３１、９３２、９３３を発生させる。
【0087】
具体的には、波長選択器２１０は、フィルタを有するカラーホイールであってよい。カラーホイールの回転方式は、蛍光ホイール１３０の回転方式に対応する。例としては、幾つかの実施形態において、蛍光ホイール１３０が、回転により蛍光９０３、９０４を発し、且つレーザー光９０１が蛍光ホイール１３０の蛍光層により完全に変換される場合を想定し、カラーホイールは、対応するフィルタに回転されて、蛍光９０３、９０４のスペクトルにおける特定なスペクトル範囲（例えば、赤色光又は緑色光）を選択して濾過する。蛍光ホイール１３０の回転によりレーザー光９０１が蛍光ホイール１３０を通過する場合（この際、蛍光ホイール１３０が蛍光９０４を発しない）、カラーホイールは、対応するフィルタ又は拡散シートまで回転してレーザー光９０１のスペクトルにおける特定なスペクトル範囲（例えば、青色光）を選択して発する。
【0088】
具体的には、映像モジュール２２０は、液晶パネル又はデジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ；ＤＭＤ）であってよい。理解すべきなのは、以上に挙げられた映像モジュール２２０の具体的な実施形態は、ただ例示であり、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、映像モジュール２２０の具体的な実施形態を弾性的に選択すべきである。
【0089】
具体的には、投影モジュール２３０は、複数個のレンズを含んでよく、例としては、集光レンズ又は発散レンズを含んでよい。理解すべきなのは、以上に挙げられた投影モジュール２３０の具体的な実施形態は、ただ例示であり、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、投影モジュール２３０の具体的な実施形態を弾性的に選択すべきである。
【0090】
具体的には、カラーホイールの回転による第１色光９１１、第２色光９１２及び第３色光９１３は、それぞれ赤色光、緑色光又は青色光であってよく、各色光はタイミングに従って時分割で映像モジュール２２０を介して映像光９２１、９２２、９２３を形成すると、それぞれ赤色映像光、緑色映像光又は青色映像光である。投影光９３１、９３２、９３３はそれぞれ赤色投影光、緑色投影光又は青色投影光であってよい。理解すべきなのは、以上に挙げられた第１色光９１１、第２色光９１２と第３色光９１３、映像光９２１、９２２、９２３及び投影光９３１、９３２、９３３の具体的な実施形態は、ただ例示であり、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、第１色光９１１、第２色光９１２と第３色光９１３、映像光９２１、９２２、９２３及び投影光９３１、９３２、９３３の具体的な実施形態弾性的に選択すべきである。
【0092】
図２５におけるレーザー投影光源１００は、上記の何れのレーザー投影光源１００であってもよい。レーザー投影装置２００は、映像モジュール２２１、２２２、２２３を含む。映像モジュール２２１は、第１色光９１１を受光して映像光９２１を発生させる。映像モジュール２２２は、第２色光９１２を受光して映像光９２２を発生させる。映像モジュール２２３は、第３色光９１３を受光して映像光９２３を発生させる。映像光９２１、９２２、９２３は、合成して映像光９２４になる。投影モジュール２３０は、映像光９２４を受光して、投影光９３４を発生させる。
【0093】
具体的には、波長選択器２１０は、複数個のダイクロイックミラー又は複数個のプリズムを含んでよい。より具体的には、合成光９０５のスペクトルは、実質的に白色光であり、第１色光９１１のスペクトル、第２色光９１２のスペクトル及び第３色光９１３のスペクトルを含む。また、波長選択器２１０は、合成光９０５を受光した後、同時に第１色光９１１、第２色光９１２及び第３色光９１３を分離する。
【0094】
具体的には、映像モジュール２２１、２２２、２２３は、液晶パネル又はデジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ；ＤＭＤ）であってよい。理解すべきなのは、以上に挙げられた映像モジュール２２１、２２２、２２３の具体的な実施形態は、ただ例示であり、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、映像モジュール２２１、２２２、２２３の具体的な実施形態を弾性的に選択すべきである。
【0095】
具体的には、レーザー投影光源１００は、複数個の反射鏡によって映像光９２１、９２２、９２３の光軸の方向を調整することができるため、映像光９２１、９２２、９２３を合成させて映像光９２４を形成する。
【0096】
本発明の上記実施形態は、レーザー投影光源の蛍光ホイールにおける反射層の設計を省略することによって、蛍光を蛍光ホイールの対向する両側から射出する。そこで、反射層が設けられていないので、反射層が一部の蛍光を吸収することが発生せず、光合成モジュールはより多くの蛍光を受光することができるため、レーザー投影光源から発した合成光の輝度を大幅に向上させることができる。
【0097】
更に、蛍光粉末が自体を開始点として周囲へ蛍光を発した後、蛍光がその他の蛍光粉末で吸収されて、蛍光自体が発光を吸収することが発生する可能性があるため、蛍光ホイールの光取出率が低減する。レーザー投影光源の蛍光ホイールにおける反射層の設計を省略することによって、蛍光は、蛍光ホイールの第１側又は第２側に達した後、そのまま蛍光層から離れる。そこで、蛍光は、蛍光層での平均経路長が短くなり、蛍光層には蛍光自体が発光を吸収することが発生しにくいため、蛍光層の発光効率を効果的に向上させることができる。
【0098】
上記２つのメカニズムによって、レーザー投影光源から発した合成光の輝度を大幅に向上させることができる。幾つかの実施形態において、従来のレーザー投影光源に比べて、レーザー投影光源から発した合成光の輝度を約２０％〜３０％向上させることができる。
【0099】
本発明の実施形態を前述の通りに開示したが、これは、本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えてもよく、したがって、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【0100】
１００：レーザー投影光源１１１、１１２：レーザー光源モジュール
１２０、１４０：受光モジュール
１２１：ダイクロイックミラー
１２２、１４３：集光モジュール
１２４、１２６、１４１、１４２、１４４：反射鏡
１３０、８１０：蛍光ホイール
１３０ａ：第１側
１３０ｂ：第２側
１３１、１３１ｂ、１３１ｃ、８１１：蛍光層
１３１ａ：蛍光粉末
１３２、１３２ａ、１３２ｂ：透明基板
１３３、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ：反射防止膜
１３４：モータ
１３５：上リング
１３６：剛性板材
１３８ａ、１３８ｂ：点
１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ、１３９ｄ：部分
１５０：光合成モジュール
１５１：光路整合モジュール
１５１ｒ：反射面
１５２：統合ロッド
１５２ｏ：開口部
２００：レーザー投影装置
２１０：波長選択器
２２０、２２１、２２２、２２３：映像モジュール
２３０：投影モジュール
８１１ａ：蛍光粉末
８１２：反射層
９０１、９０２：レーザー光
９０３、９０４、９９１、９９２：蛍光
９０５：合成光
９１１：第１色光
９１２：第２色光
９１３：第３色光
９２１、９２２、９２３、９２４：映像光
９３１、９３２、９３３、９３４：投影光