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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-15
(45)【発行日】2024-03-26
(54)【発明の名称】二重蛍光体ホイール投影システム
(51)【国際特許分類】
G03B 21/14 20060101AFI20240318BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240318BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20240318BHJP
H04N 5/74 20060101ALI20240318BHJP
【ＦＩ】
G03B21/14 A
F21S2/00 311
G03B21/00 D
H04N5/74 A
【請求項の数】
13
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023196868
(22)【出願日】2023-11-20
【審査請求日】2024-01-15
(31)【優先権主張番号】17/994,138
(32)【優先日】2022-11-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】508145241
【氏名又は名称】クリスティー デジタル システムズ ユーエスエー インコーポレイティッド
【氏名又は名称原語表記】Ｃｈｒｉｓｔｉｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１０５５０ Ｃａｍｄｅｎ Ｄｒ． Ｃｙｐｒｅｓｓ， ＣＡ ９０６３０ ， ＵＳＡ
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】マイケル パーキンス
(72)【発明者】
【氏名】マン リー
(72)【発明者】
【氏名】アブドゥル ワヒード サリミ
【審査官】新井 重雄
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１４８５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－９０６０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０４２５６０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－３１４０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１６６８８５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】中国実用新案第２１０６２６８５４（ＣＮ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２２６３０６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｂ ２１／１４
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｇ０３Ｂ ２１／００
Ｈ０４Ｎ ５／７４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の青色光を生成する第１のレーザと、第２の青色光を生成するための第２のレーザと、
第３の青色光を生成するための第３のレーザと、
第１の赤色光を生成するための第４のレーザと、
第１の蛍光体ホイール上に配置された第１の蛍光体と、
第２の蛍光体ホイール上に配置された第２の蛍光体と、
第１のダイクロイックミラーと、
第２のダイクロイックミラーと、
第３のダイクロイックミラーと、
少なくとも１つの光インテグレータと、を含み、
前記第１のダイクロイックミラーが前記第１の青色光を前記第１のレーザから前記第２のダイクロイックミラーに導くように構成され、前記第２のダイクロイックミラーが前記第１のダイクロイックミラーからの前記第１の青色光を前記少なくとも１つの光インテグレータに導くように構成され、
前記第１のダイクロイックミラーが前記第２の青色光を前記第２のレーザから前記第１の蛍光体ホイール上に配置された前記第１の蛍光体に導くようにさらに構成され、前記第１の蛍光体が前記第２の青色光を第２の赤色光を含むより長い波長に変換するように構成され、前記第２のダイクロイックミラーが前記第２の赤色光を前記少なくとも１つの光インテグレータに導き、より長い波長の他の光を透過させるようにさらに構成され、前記少なくとも１つの光インテグレータが前記第１の赤色光と前記第２の赤色光とを合成し、
前記第３のダイクロイックミラーが前記第１の赤色光を前記第４のレーザから前記少なくとも１つの光インテグレータに導き、前記第３の青色光を前記第３のレーザから前記第２の蛍光体ホイール上に配置された前記第２の蛍光体に導くように構成され、
前記第２の蛍光体が前記第３の青色光を、緑色光を含むそれぞれより長い波長に変換するように構成され、前記第３のダイクロイックミラーが前記緑色光を前記少なくとも１つの光インテグレータに伝達するようにさらに構成される、二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項2】
第４のダイクロイックミラーをさらに備え、前記第３のダイクロイックミラーは前記第４のレーザからの前記第１の赤色光を前記第４のダイクロイックミラーを介して前記少なくとも１つの光インテグレータに向けるように構成され、前記第４のダイクロイックミラーは前記第３のダイクロイックミラーからの前記第１の赤色光を前記少なくとも１つの光インテグレータに向けるように構成され、
前記第３のダイクロイックミラーが前記第４のダイクロイックミラーを介して前記少なくとも１つの光インテグレータに前記緑色光を伝達し、前記第４のダイクロイックミラーがさらに、前記緑色光を前記少なくとも１つの光インテグレータに向け、それぞれのより長い波長の他の光を伝達するようにさらに構成される、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項3】
前記第３のダイクロイックミラー及び前記第４のダイクロイックミラーのうちの１つまたは複数が、前記緑色光を精製してそのピーク波長をシフトさせるようにさらに構成される、請求項２に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項4】
前記第２のダイクロイックミラー及び前記第４のダイクロイックミラーのうちの１つまたは複数からの熱及び廃光のうちの１つまたは複数を吸収するように構成された１つまたは複数のヒートシンクをさらに備える、請求項２に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項5】
前記少なくとも１つの光インテグレータが、前記第２のダイクロイックミラーから前記第１の青色光及び前記第２の赤色光を受光するように構成された第１の光インテグレータと、
前記第３のダイクロイックミラーからの前記緑色光及び前記第１の赤色光を受光するように構成された第２の光インテグレータと、
前記第１の光インテグレータ及び前記第２の光インテグレータからのそれぞれの光を合成する第３の光インテグレータと、を備える、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項6】
前記第１の赤色光と前記第２の赤色光とが互いに補足する、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項7】
青色時間周期中に、前記第１の青色光を放出するように前記第１のレーザを制御し、赤色時間周期中に、前記第２の青色光を放出するように前記第２のレーザを制御し、前記第１の赤色光を放出するように前記第４のレーザを制御し、
緑色時間周期中に、前記第３の青色光を放出するように前記第３のレーザを制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載の二重蛍光ホイール投影システム。
【請求項8】
前記第１のダイクロイックミラー、前記第２のダイクロイックミラー、及び前記第３のダイクロイックミラーのうちの１つまたは複数からの熱及び廃光のうちの１つまたは複数を吸収するように構成された１つまたは複数のヒートシンクをさらに備える、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項9】
前記第１のダイクロイックミラー及び前記第２のダイクロイックミラーのうちの１つまたは複数が、前記第２の赤色光を精製してそのピーク波長をシフトさせるようにさらに構成される、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項10】
前記第２のレーザが、前記第１の蛍光体の消光限界未満の出力で動作し、前記第３のレーザが、前記第２の蛍光体の消光限界未満の出力で動作する、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項11】
前記第１の蛍光体が、黄色～赤色の波長の範囲の光を放射するように構成される、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項12】
前記第２の蛍光体が、緑色～黄色の波長の範囲の光を放射するように構成される、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。
【請求項13】
前記少なくとも１つの光インテグレータが、前記少なくとも１つの光インテグレータで受光された光を空間光変調器に供給するように構成される、請求項１に記載の二重蛍光体ホイール投影システム。【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
レーザ蛍光体（ＬａＰｈ）投影システムは、青色レーザ光を赤色光及び緑色光に変換するために単一の蛍光体ホイールに依存することが多い。蛍光体生成光は、彩度が低くなる傾向があるので、これらのシステムはビデオ投影システムで使用するための許容可能な測色を達成するために、蛍光体ホイールと直列に配置されるカラーホイールを必要とする場合がある。カラーホイールは機械的に回転し、これは、異なる原色をいかに迅速に切り替えることができるかに制限を課す。その結果、スポーク時間（例えば、色間の遷移時間など）による明るさの低減、及び色の循環速度の制限による視覚的アーティファクトにつながる。
【図面の簡単な説明】
【0002】
本明細書に記載される様々な実施例をよりよく理解し、それらがどのように実施され得るかをより明確に示すために、単なる例として、添付の図面を参照する。
【0003】
【図1】非限定的な実施例による、二重蛍光体ホイール投影システムを示す図である。
【図2】さらなる非限定的な実施例による、二重蛍光体ホイール投影システムを示す図である。
【図8】非限定的な実施例による、例示的な蛍光体スペクトル８００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0004】
ビデオ投影システムは一般に、光源を使用し、多くの異なるタイプの光源がある。色の人間の知覚は、錐体と呼ばれる網膜内の受容体に依存する。これらの錐体は、Ｌ、Ｍ、及びＳ（Ｌｏｎｇ、Ｍｅｄｉｕｍ、及びＳｈｏｒｔ）と称される３つの種類がある。この用語は、各錐体タイプが最も感度の高い光の波長を指す。カラーモデルは、個々の錐体が赤色、緑色、または青色光に対して感度が高いということを示すために簡略化することができる。このことは、ビデオ投影システムのための光源が赤色、緑色、及び青色（ＲＧＢ）光の光源を含むべきであることを意味する。
【0005】
歴史的に、白色ランプが光源として使用されてきた。次いで、これらのランプは、個々の赤色、緑色、及び青色の成分を生成するためにフィルタリングされる。いくつかのビデオ投影システムは、画像を形成するために３つの独立した空間光変調器（ＳＬＭｓ：Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ）を使用する。これらのシステムでは、３つの色成分が空間的に分離され、個々のＳＬＭデバイスに向けられ、次いで再結合される。他のシステム（例えば、１つのＳＬＭを使用する１チップシステム）では、分離は一時的に起こる。これらのシステムにおける一般的なアプローチは、ホイールの周囲に一組のダイクロイックフィルタを配置し、白色光源とＳＬＭとの間にホイールを配置し、次いでホイールを高速で回転させることである。単一のＳＬＭシステム（例えば、１チップシステム）ではＳＬＭが次いで、回転ホイールを介して放射される色に同期されて、赤色、緑色、及び青色のサブ画像の交互のシーケンスを生成し、これらのサブ画像は視聴者によって知覚される単一の画像を作るために組み合わされる。
【0006】
このアプローチの主な欠点は白色光を提供するランプの寿命が限られていることであり、これは、このようなランプの頻繁な交換をもたらす。代替的なアプローチは、いくつかの種類の固体照明（ＳＳＩ、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）を使用することである。これらには、発光ダイオード（ＬＥＤｓ、Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）及び直接レーザ照明が含まれる。ＬＥＤは低輝度用途において有効であり得るが、ＬＥＤ光源の大きなエタンデュは、ＳＬＭ上に結合され得る光の量を本質的に制限する。直接レーザ（例えば、ＲＧＢレーザ及び／または赤色レーザ、緑色レーザ及び青色レーザの使用）は、個々のレーザビームが持つ非常に小さなエタンデュを利用する。単一のＳＬＭ上に複数のレーザを容易に組み合わせることができ、非常に高い輝度を達成することができる。主な欠点はコストであり、特に、ビデオ投影システムで使用するのに十分な光を生成する緑色及び赤色レーザは、非常に高価である傾向がある。第２の欠点はスペックルであり、これは、コヒーレント光の使用によって引き起こされる画像アーティファクトであり、一般に、視覚的に注意が散漫すると考えられる。
【0007】
本明細書は、比較的低コストの青色レーザを含むレーザ－蛍光体（ＬａＰｈ、Ｌａｓｅｒ－Ｐｈｏｓｐｈｏｒ）ハイブリッド手法を利用する。例えば、本明細書に記載されるように、青色レーザは例えばＳＬＭを照明するために、青色光の光源として使用される。このような青色レーザはまた、リン材料（例えば、蛍光体）を照射するために使用され、リン材料は次いで、レーザの青色光よりも長い波長でより広い帯域光を放射し、赤色光及び／または緑色光を生成するために（例えば、ダイクロイックミラーを使用して）フィルタリングされる。
【0008】
いくつかのＬａＰｈシステムでは、単一の蛍光体ホイールがカラーホイールと併せて使用される。例えば、青色レーザは、２つの回転ホイール、セグメント化された蛍光体ホイール及びセグメント化されたカラーホイールと組み合わせることができる。セグメント化された蛍光体ホイールは２つのセグメント、すなわち、透明セグメントと、青色光によって照明されたときに黄色光（例えば、赤色光と緑色光との組み合わせ）を発する蛍光体でコーティングされた蛍光体セグメントとを有することができる。セグメント化されたカラーホイールは第２に、透明セグメント、赤色ダイクロイックフィルタセグメント、及び緑色ダイクロイックフィルタセグメントからなる。ホイールは同期して回転され、青色レーザは連続的に動作する。「赤色」時間中、青色レーザは、黄色光を発する蛍光体に直接照射される。黄色光は、カラーホイール上の赤色フィルタに向かい、ＳＬＭに向かう赤色光となる。「緑色」時間中、青色レーザは、黄色光を発する蛍光体に照射され続ける。黄色光は、カラーホイール上の緑色フィルタに向かい、ＳＬＭに向かう緑色光となる。「青色」時間中、青色レーザは、セグメント化された蛍光体ホイール及びセグメント化されたカラーホイールの透明セグメントを通過し、例えば折り畳みミラーを使用して、ＳＬＭに向けて光を中継するダイクロイックコンバイナに導かれることにより、ＳＬＭに向けられる。
【0009】
ＬａＰｈ系はいくつかの欠点を有する。
【0010】
ＬａＰｈ系の第１の問題は「消光」と呼ばれ、これは蛍光体材料の周知の限界である。青色光を黄色光に変換するプロセスは、１００％効率的ではない。蛍光体ホイール設計では、変換プロセスが理想的な条件下で約５０％の効率を有する。損失の大部分は、蛍光体材料によって吸収され、蛍光体材料を加熱させる。熱が上昇することにつれて、効率は低下し、さらに多くの加熱を引き起こす。これは、潜在的に熱暴走状況をもたらし、生成され得る光の総量に制限を課す。したがって、蛍光体材料は「消光限界」を有することがあり、これは、加熱によって効率が劣化（例えば、低下）し始める前に蛍光体材料に入力される励起電力の最大量であり得る。消光の問題は、ＬａＰｈシステムで使用される多くの蛍光体が赤色光を効率的に生成する傾向がないので、赤色光を生成するときに特に問題となり得る。
【0011】
ＬａＰｈシステムの第２の問題は、「より深い」赤色を達成することである。例えば、「赤色」光を発する蛍光体材料は黄色～橙色の範囲の波長の光を発する傾向があり、橙色光の尾部は、いくらかの赤色光を含む。このような蛍光体材料は、「赤欠乏」と呼ばれる。赤色に割り当てられる相対的な表示時間の割合を増加させることはこの問題を部分的に軽減し得るが、一般に、このようなアプローチは色の循環時間に影響を及ぼし得る。より多くの青色レーザを追加すること、例えば、２つ以上のレーザで黄色－橙色蛍光体を照明することは問題を軽減することもできるが、このようなアプローチは蛍光体のアプローチを引き起こすか、または消光限界を超えることがある。
【0012】
ＬａＰｈシステムの第３の問題は、「スポーク時間」と呼ばれる。蛍光体ホイールに、そして次にカラーホイールに当たる光は、物理的なスポットサイズを有する。電力の総量が増加することにつれて、スポットサイズは増加する傾向がある。カラーホイールが回転すると、カラー間で瞬時に遷移することはない。むしろ、色が開始色と終了色の何らかの組み合わせである中間期間がある。この遷移期間または「スポーク」ライトは、原色として使用することはできない。スポークライトを再捕捉し、それを白色光として使用する技術が存在するが、一般に、システム効率はこのスポークによって悪影響を受ける。
【0013】
ＬａＰｈシステムの第４の問題は、ビデオフレーム当たりの限られた数の色サイクルである。人間の目は一般に、画像の変化を検出することができる。これは、眼が動いている場合に特に当てはまる。連続する一連の純粋なＲＧＢサブ画像からフルカラー画像を生成するとき、サブ画像の頻度は、検出を回避するために非常に高くなければならない。６０Ｈｚビデオの場合、検出を回避するために、１２ｘ（７２０Ｈｚ）以上が必要な場合がある。しかしながら、各色サイクルはスポーク時間（例えば、色間の遷移時間）を導入する。色サイクルが多いほどスポークが多くなる。これにより、純粋な色に利用可能な時間が短縮され、カラーホイールシステムでは約６ｘ（３６０Ｈｚ）の実用的な制限が課される。
【0014】
したがって、本明細書では、３つの青色レーザ、１つの赤色レーザ、及び独立した、セグメント化されていない蛍光体ホイールを使用して、上記の様々な問題を概して軽減するプロジェクタのための二重カラーホイールシステムが提供される。第１の蛍光体ホイールは比較的少量の赤色波長を含み、黄色～橙色の波長の範囲（例えば、図８参照）で発光する蛍光体を含む。第２の蛍光体ホイールは緑色～黄色の波長の範囲で発光する蛍光体を含む（例えば、図８参照）。
【0015】
第１の青色レーザは、蛍光体ホイールを利用しない青色光の光源である。第１の青色レーザからのスペックル効果は、投影光学系におけるインテグレータ及び／またはディフューザなどを使用して緩和され得る。さらに、第１の青色レーザの波長は、システムのための所与の青色点を達成するように選択され得る。
【0016】
第２の青色レーザからの青色光は第１の蛍光体ホイールの第１の蛍光体に衝突して黄色～赤色の波長の範囲の光を放射し、ダイクロイックミラーを使用してフィルタリングされて赤色光を出力し、（例えば、蛍光体ホイールを利用しない）赤色レーザからの赤色光と組み合わせられる。言い換えると、赤色レーザは第１の蛍光体ホイールの第１の蛍光体によって出力される赤色光を補足し、及び／またはその逆であり、第１のレーザが消光限界未満で動作することを可能にしつつ、より高い出力の赤色レーザがシステム内の赤色光の唯一の源である場合に必要とされるよりも低い出力の赤色レーザを利用し、このようなより低い出力の赤色レーザは、前述したより高い出力のレーザと比較してより低いコストを有する傾向がある。したがって、青色レーザ／蛍光体の組み合わせによる赤色光の低出力は赤色レーザによって補足され、またはその逆であり、赤色レーザの波長はシステムのための所与の赤色点を達成するように選択され得、同様に、蛍光体によって放出される赤色光の色点は本明細書で説明されるように、システムのための所与の赤色点を達成することをアシストするために、ダイクロイックミラーを使用して「調整」され得る。
【0017】
第３の青色レーザからの青色光は第２の蛍光体ホイールの第２の蛍光体に衝突して緑色～黄色の波長の範囲の光を放射し、ダイクロイックミラーを使用してフィルタリングされて緑色光を出力する。緑色光の色点は本明細書に記載されるように、ダイクロイックミラーを使用して「調整」され得る。
【0018】
二重カラーホイールシステムは、赤色光、緑色光、及び青色光を、１つまたは複数の光インテグレータに透過及び／または反射する（本明細書で説明するように）ダイクロイックミラーの任意の適切な配置など、空間光変調器に光を提供することができる他の構成要素を含むことができる。ダイクロイックミラーは、蛍光体によって放射される緑色光及び赤色光を調整またはフィルタリングするようにさらに構成され得る。
【0019】
いくつかの実施例では、４つのダイクロイックミラーが使用され得るが、他の例では３つのダイクロイックミラーが使用され得る。そのようなダイクロイックミラーは一般に、いくつかの波長の光を反射または指向し、他の波長の光を透過すると理解され、所与のダイクロイックミラーによって反射または透過される光の波長は例えば、本明細書で提供されるシステムによって生成される赤色光及び緑色光（及び任意選択で青色光）を「調整する」ために、第１の蛍光体及び第２の蛍光体によって放出される光の波長に基づいて選択され得る。
【0020】
レーザは、例えば、赤色光、青色光、及び緑色光を（任意の適切な順序の）シーケンスで生成するために、例えば、コントローラ（例えば、プロセッサなど）によって、シーケンスで動作させることができ、レーザは、例えば、コントローラによってシーケンスで動作させることができる１つのＳＬＭに向けられ、対応する赤色画像、緑色画像、及び青色画像を生成し、ＲＧＢ画像を形成するために順次投影することができる。
【0021】
一般に、提供されるシステムは、ＬａＰｈシステムに関する上述の問題を少なくとも部分的に軽減することができる。例えば、消光限界／より深い赤色問題は一般に、第１の蛍光体によって放射される赤色光を赤色レーザによって放射される赤色光で補うことによって緩和される。スポーク時間は一般に、例えば、カラーホイール及びセグメント化された蛍光体ホイールが使用される場合と比較して、本明細書で使用される蛍光体ホイールがセグメント化されていないために短縮され、したがって、色間の遷移は、主にレーザをオン及びオフにすることによって生じる。さらに、スポーク時間の短縮は一般に、（例えば、カラーホイール及びセグメント化された蛍光体ホイールが使用されるときと比較して）ビデオフレームごとに発生し得る色サイクルの数を増加させる。さらに、システム内に赤色光の２つの光源があるので、第１の蛍光体によって放射される赤色光及び赤色レーザによって放射される赤色光は、低出力／低コストの赤色レーザを使用することができる。さらに、提供されるシステムには２つの赤色光源、１つのコヒーレントである赤色光源（例えば、赤色レーザによって放出される赤色光）及び１つのコヒーレントではない赤色光源（例えば、第１の蛍光体によって放出される赤色光）、があるので、赤色光を提供するために１つのコヒーレントである赤色光源（例えば、赤色レーザ）のみが使用されたときと比較して、スペックルが低減される。
【0022】
本明細書の一態様は第１の青色光を生成するための第１のレーザと、第２の青色光を生成するための第２のレーザと、第３の青色光を生成するための第３のレーザと、第１の赤色光を生成するための第４のレーザと、第１の蛍光体ホイール上に配置された第１の蛍光体と、第２の蛍光体ホイール上に配置された第２の蛍光体と、第１のダイクロイックミラーと、第２のダイクロイックミラーと、第３のダイクロイックミラーと、少なくとも１つの光インテグレータとを備え、第１のダイクロイックミラーは第１の青色光を第１のレーザから第２のダイクロイックミラーに導くように構成され、第２のダイクロイックミラーは第１の青色光を第１のダイクロイックミラーから少なくとも１つの光インテグレータに導くように構成され、第１のダイクロイックミラーが第２の青色光を第２のレーザから第１の蛍光体ホイール上に配置された第１の蛍光体に導くようにさらに構成され、第１の蛍光体が第２の青色光を第２の赤色光を含むより長い波長に変換するように構成され、第２のダイクロイックミラーが第２の赤色光を少なくとも１つの光インテグレータに導き、より長い波長の他の光を透過させるようにさらに構成され、少なくとも１つの光インテグレータが第１の赤色光と第２の赤色光とを合成し、第３のダイクロイックミラーは、第１の赤色光を第４のレーザから少なくとも１つの光インテグレータに導き、第３の青色光を、第３のレーザから第２の蛍光体ホイール上に配置された第２の蛍光体に導き、第２の蛍光体は、第３の青色光を、緑色光を含むそれぞれより長い波長に変換するように構成され、第３のダイクロイックミラーは、緑色光を少なくとも１つの光インテグレータに透過させるようにさらに構成される。
【0023】
次に、図１に注目すると、以降、システム１００と互換可能に参照される二重蛍光体ホイールシステム１００を示す。システム１００は複数のレーザ１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４を含み、以降、これらはまとめてレーザ１０４と互換可能に参照され、一般的に、レーザ１０４と称する。この慣例は、本明細書の他の箇所で使用される。
【0024】
レーザ１０４は、第１の青色光を生成する第１のレーザ１０４－１と、第２の青色光を生成する第２のレーザ１０４－２と、第３の青色光を生成する第３のレーザ１０４－２と、第１の赤色光を生成する第４のレーザ１０４－４とを含む。したがって、第１のレーザ１０４－１、第２のレーザ１０４－２、及び第３のレーザ１０４－３は本明細書ではそれぞれ、第１の青色レーザ１０４－１、第２の青色レーザ１０４－２、及び第３の青色レーザ１０４－３と呼ばれ得、同様に、第４のレーザ１０４－４は本明細書では赤色レーザ１０４－４と呼ばれ得、レーザ１０４の動作は図３、図４、及び図５に関してより詳細に説明される。
【0025】
システム１００は第１の蛍光体ホイール１０６－１及び第２の蛍光体ホイール１０６－２（例えば、蛍光体ホイール１０６）をさらに備える。特に、システム１００は、第１の蛍光体ホイール１０６－１上に配置された第１の蛍光体１０８と、第２の蛍光体ホイール１０６－２上に配置された第２の蛍光体１１０とを備える。システム１００が動作している間、蛍光体ホイール１０６は例えば、所与の蛍光体１０８、１１０がレーザ１０４－２、１０４－３からの光によって損傷することを防止するように選択され、かつ／または消光限界に達する可能性を低減する方式で熱が蛍光体ホイール１０６内に確実に分配されるように選択されるそれぞれの速度で、回転及び／または連続的に回転することが理解される（例えば、以下でより詳細に説明される図１１参照）。いくつかの実施例では、蛍光体ホイール１０６がそれぞれの円周の周りにいくつかの（例えば、わずかな）不均一性を有してもよく、これらの例では蛍光体ホイール１０６の回転が色サイクル速度（例えば、システム１００が赤色、緑色、及び青色を循環する速度）を同期させて、それらの不均一性が色サイクルにおいて同じ及び／または同様の時間に生じることを確実にし、その結果、不均一性に起因する色の任意の変動が（例えば、システム１００において生成される画像のそれぞれの輝度及び／またはＲＧＢ比を変化させることによって）較正及び／または補正され得る。
【0026】
図７に簡単に注目すると、図７は蛍光体ホイール１０６を一般的に示しており、プレート７０４などを備えていると理解されており、図示のように、円形であってもよいが、任意の適切な形状であってもよい。プレート７０４は例えばモータ（図示せず）を介して、矢印７１０によって表されるように、ハブ７０８の周りを回転し、セグメント化されていない蛍光体１０８、１１０がプレート７０４の周りに環状に配置される（例えば、蛍光体１０８、１１０はそれぞれのプレート７０４上にそれぞれの環を形成し、それぞれのプレート７０４上に連続している／セグメント化されていない）。システム１００の構成要素の配置、ならびにプレート７０４及び第１の蛍光体１０８または第２の蛍光体１１０によって形成される環の寸法はレーザ１０４、特に青色レーザ１０４－２、１０４－３からの光が、プレート７０４が回転すると蛍光体１０８、１１０に衝突し、蛍光体１０８、１１０を励起し、蛍光体１０８、１１０がより長い波長の光を放出するように選択される。したがって、青色レーザ１０４－２、１０４－３は、青色レーザ１０４－２、１０４－３が蛍光体１０８、１１０を「ポンプ（ｐｕｍｐ）」及び／または励起するために使用されるので、「ポンプ」レーザであると理解される。蛍光体１０８、１１０によって放射される光の波長は、蛍光体１０８、１１０の種類及び／または材料に依存すると理解される。さらに、プレート７０４の回転は蛍光体１０８、１１０の消光限界に達する可能性を低減するために、ある領域にわたって青色レーザ１０４－２、１０４－３からの出力及び熱を分配することが理解される（例えば、以下でより詳細に説明する図１１参照）。
【0027】
さらに、図４及び図５に関してより詳細に説明されるように、蛍光体１０８、１１０を励起するために使用される青色レーザ１０４－２、１０４－３は約４５５ｎｍであり得るが、蛍光体１０８、１１０のタイプ及び／または材料にも依存し得る。
【0028】
次に、蛍光体１０８の４つの例の例示的な蛍光体スペクトル８００と、蛍光体１１０の２つの例とを示す図８に簡単に注目する。特に、蛍光体スペクトル８００の各々は、波長４５５ｎｍの青色レーザ１０４－２、１０４－３によって励起されたときに蛍光体１０８、１１０によって出力される光の波長の相対強度を示す。
【0029】
蛍光体１０８は約５００ｎｍ～約７００ｎｍの範囲の波長、または緑色～橙色／赤色の範囲の波長を放出すると理解されるが、主（例えば、最も強い）波長は赤色波長光（例えば、６２０ｎｍ以上）のテールを有する黄色～橙色／赤色の範囲（例えば、５２０ｎｍ～６２０ｎｍ）にある。言い換えると、第１の蛍光体１０８は、黄色～赤色（または緑色～赤色）の波長の範囲の光を放射するように構成され得る。一般に、蛍光体１０８は（例えば、赤色レーザ１０４－４に加えて）システム１００内の赤色光の１つの光源として使用される。
【0030】
蛍光体１１０は約４７５ｎｍ～約６５０ｎｍの範囲の波長、または緑色～黄色／橙色の範囲の波長を放出すると理解されるが、主（例えば、最も強い）波長は緑色～黄色の範囲（例えば、５００ｎｍ～５６０ｎｍ）にあり、長いテールは比較的少量の赤色波長光（例えば、６２０ｎｍ以上）を含む。言い換えると、第２の蛍光体１１０は、緑色～黄色の波長の範囲の光を放射するように構成され得る。一般に、蛍光体１１０は、システム１００における緑色光の光源として使用される。
【0031】
さらに、蛍光体スペクトル８００から理解されるように、いくつかの蛍光体（例えば、蛍光体１０８）は比較的「より短い」波長（例えば、緑色）が「より豊富」であり、他の蛍光体（例えば、蛍光体１１０）は比較的「より長い」波長（例えば、赤色）が「より豊富」である。特に、「緑色」蛍光体１１０は緑色光がより豊富であり、赤色光が不足している。単一の蛍光体ホイール型システムでは、緑色蛍光体１１０を使用すると、投影システムのＲＧＢ要件（例えば、所与の色点）を満たすのに十分な赤色光が生成されないため、緑色蛍光体１１０は望ましくない選択となる。しかしながら、本明細書では「緑色」蛍光体１１０が緑色光を生成するためにのみ使用され、このような「緑色」蛍光体１１０の赤色不足は、緑色に対応する波長以外の波長をフィルタリングするために使用されるダイクロイックミラー（以下に説明する）が、所与の色点を達成するためにより少ない光を拒否及び／またはフィルタリングするように設計できるため、利点となる。同様に、「赤色－黄色」蛍光体１０８は赤色光が豊富であり、緑色光が不足しているため、赤色光を生成するために、純粋な黄色蛍光体の上に「赤色－黄色」蛍光体１０８を使用することはより深い赤色を生成するための効率の改善を提供することができる。したがって、説明した二重蛍光体ホイールシステム１００は、システム１００が赤色性能を損なうことなく、非常に純粋な緑色光を出力し、緑色性能を損なうことなく、より深い赤色を有することを可能にし得る。
【0032】
したがって、蛍光体１０８、１１０は図８に示される蛍光体スペクトル８００または同様のものを有する任意の適切なそれぞれの蛍光体材料であってもよく、及び／または蛍光体１０８、１１０は任意の適切なそれぞれの蛍光体材料であってもよい。言い換えると、蛍光体１０８は赤色光を含む任意の適切な蛍光体スペクトル（例えば、約６２０ｎｍ～約７５０ｎｍの範囲）を有する任意の適切な材料であってもよく、蛍光体１１０は緑色光を含む任意の適切な蛍光体スペクトル（例えば、約４９５ｎｍ～約７５０ｎｍの範囲）を有する任意の適切な材料であってもよい。
【0033】
図１に戻ると、システム１００は第１のダイクロイックミラー１２０－１、第２のダイクロイックミラー１２０－２、第３のダイクロイックミラー１２０－３、及び第４のダイクロイックミラー１２０－４（例えば、ダイクロイックミラー１２０）をさらに備える。しかしながら、図２及び図５を参照して説明するように、第４のダイクロイックミラー１２０－４は任意であってもよい。
【0034】
さらに、図示のように、システム１００は任意選択で、例えば、それぞれのレーザ１０４からの熱、及び／またはダイクロイックミラー１２０と相互作用する光を吸収し、及び／またはダイクロイックミラー１２０によって廃棄される光を吸収するために、それぞれのダイクロイックミラー１２０と一体化された、及び／またはその背後にあるヒートシンク１２２－１、１２２－２、１２２－３、１２２－４（例えば、ヒートシンク１２２）を備える。しかしながら、すべてのダイクロイックミラー１２０がヒートシンク１２２に関連付けられるわけではなく、むしろ、レーザ１０４から直接光を受け取るダイクロイックミラー１２０のみがヒートシンク１２２に関連付けられてもよい。例えば、明らかになるように、ダイクロイックミラー１２０－１、１２０－３はレーザ１０４と直接相互作用し、したがって、システム１００はダイクロイックミラー１２０－１、１２０－３によって廃棄された光を吸収する（例えば、蛍光体１０８、１１０に向けられず、かつ／または別のダイクロイックミラー１２０に向けられない）ダイクロイックミラー１２０－１、１２０－３においてのみ、ヒートシンク１２２－１、１２２－３を含み得る。ヒートシンク１２２は、その任意性を示すために破線で示されている。
【0035】
さらに、図示のように、システム１００は少なくとも１つの光インテグレータ１２４－１、１２４－２、１２４－３（例えば、光インテグレータ１２４、ただし、光インテグレータ１２４は、本明細書ではインテグレータ１２４と交換可能に呼ばれる）をさらに備える。
【0036】
特に、ダイクロイックミラー１２０は以下でより詳細に説明されるように、例えば、蛍光体ホイール１０６に向かって、別のダイクロイックミラー１２０に向かって、及び／または光インテグレータ１２４に向かって、光の波長の特定のそれぞれの範囲を透過または反射すると理解される。
【0037】
明らかになるように、システム１００ではインテグレータ１２４－１がダイクロイックミラー１２０－２からの光を受け取ることができ、インテグレータ１２４－２はダイクロイックミラー１２０－４からの光を受け取ることができる。さらに、インテグレータ１２４－１、１２４－２は、システム１００が構成要素であるプロジェクタの空間光変調器（ＳＬＭ）１３０と同様及び／または同じアスペクト比を有する出力端を有することができるインテグレータ１２４－３に光を向けることができる。
【0038】
特に、インテグレータ１２４は、その中に受け取られた光を均一な分布に混合する積分ロッドを備えてもよい。図示のように、インテグレータ１２４－１、１２４－２は両方とも、例えば、それぞれのダイクロイックミラー１２０－２、１２２－４からの光が衝突し（例えば、図３、図４及び図５を参照されたい）、インテグレータ１２４－３に向かって反射され得、その入力端がインテグレータ１２４－１、１２４－２の出力端に位置する、内部折り返しミラーとして作用する４５度のセクションを含み得る。したがって、ダイクロイックミラー１２０－２からの光はインテグレータ１２４－１を通る第１の通過光積分を受け取り、ダイクロイックミラー１２０－４からの光はインテグレータ１２４－２を通る第１の通過光積分を受け取り、インテグレータ１２４－１、１２４－２のいずれかまたは両方からの光は、例えば、システム１００、またはシステム１００からの光を受け取るシステム１００の外部の投影デバイスの構成要素であり得るＳＬＭ１３０に向けられる前に、インテグレータ１２４?３によって第２の通過光積分を受け取ることになる。インテグレータ１２４はレーザ１０４－１、１０４－４によるスペックルを低減及び／または除去するように（例えば、それぞれの長さで）さらに構成され得、及び／または、システム１００がそのようなスペックルを低減及び／または除去するために１つまたは複数のディフューザ（図示せず）を備え得る。
【0039】
ＳＬＭ１３０は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイスなどの任意の適切な空間光変調器を含み得る。
【0040】
図示のように、システム１００はプロセッサ及び／または複数のプロセッサなどのコントローラ１３２をさらに備え、これらのプロセッサは、１つまたは複数の中央プロセッサ（ＣＰＵ、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）及び／または１つまたは複数のグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ、Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔｓ）及び／または１つまたは複数の処理ユニットを含むが、これに限定されず、いずれにせよ、コントローラ１３２はハードウェア要素及び／またはハードウェアプロセッサを備える。いくつかの実装形態では、コントローラ１３２がレーザ１０４を制御し、例えば、システム１００によって生成された光の色をＳＬＭ１３０によって形成された画像と協調させるために、ＳＬＭ１３０を制御する構成要素と通信するように具体的に構成されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及び／またはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ、Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を備えることができる。図示されていないが、システム１００、及び／またはシステム１００からの光を受け取るシステム１００の外部の投影デバイスをさらに備えることができ、ＳＬＭ１３０が形成すべき画像のソース、例えばビデオファイルなどをさらに備えることができ、これらはメモリ（図示せず）に保存されてもよく、及び／または通信インターフェース（図示せず）などを介して受信されてもよい。
【0041】
さらに、システム１００またはシステム１００から光を受け取るシステム１００の外部の投影デバイスは、インテグレータ１２４－３の出力端とＳＬＭ１３０などとの間の投影光学系、コンテンツプレーヤ及び／または生成器及び／またはレンダリングデバイス（例えば、ビデオファイルを「再生」するためなど）、ならびに／あるいは画像を再生及び／または投影するために使用される任意の他の適切な構成要素をさらに備えてもよい。
【0042】
前述のように、ダイクロイックミラー１２０－４は任意であってもよいが、この例では、システムの他の構成要素の一部が、インテグレータ１２４－１、１２４－２に対して再配置される。例えば、図２に注目すると、同様の番号を有する同様の構成要素とともに、システム１００と実質的に同様のシステム２００が示されている。しかしながら、システム１００、２００を比較すると、ダイクロイックミラー１２０－４がシステム２００から省略され、さらに、レーザ１０４－３、１０４－４、第２の蛍光体ホイール１０６－２、及びダイクロイックミラー１２０－３が、インテグレータ１２４－２に対して９０度回転されることが明らかである。特に、以下に説明するように、システム１００内のダイクロイックミラー１２０－４は、ダイクロイックミラー１２０－３からインテグレータ１２４－２への光の９０度方向転換／反射を引き起こす。さらに、以下にも説明するように、ダイクロイックミラー１２０－４はダイクロイックミラー１２０－３からの光のいくつかのさらなるフィルタリングを提供することができるが、そのようなフィルタリングは任意であってもよい。
【0043】
次に、図３、図４、及び図５に注目すると、これらは図１と実質的に同様であり、同様の構成要素は同様の番号を有する。ヒートシンク１２２は簡略化のために図示されていないが、ヒートシンク１２２のうちの１つまたは複数が存在してもよい。
【0044】
特に、図３、図４、及び図５は、青色モード及び／または青色時間周期、赤色モード及び／または赤色時間周期、ならびに緑色モード及び／または緑色時間周期でそれぞれ動作しているシステム１００を示す。コントローラ１３２はモード及び／または時間周期に応じてレーザ１０４をオンまたはオフに制御することができ、さらに、コントローラ１３２は、青色モード及び／または青色時間周期、赤色モード及び／または赤色時間周期、ならびに緑色モード及び／または緑色時間周期において、それぞれの青色、赤色または緑色画像を形成するようにＳＬＭ１３０を制御することができることが理解される。したがって、図示されていないが、コントローラ１３２はレーザ１０４をオン及びオフにするための構成要素と通信しており、さらに、コントローラ１３２はＳＬＭ１３０を制御するための構成要素と通信していることが理解される。代替的に、ＳＬＭ１３０の画像を制御する構成要素はシステム１００が動作すべきモード及び／または時間周期を示すためにコントローラ１３２と通信することができ、コントローラ１３２は、それに応じてレーザ１０４を制御する。さらに、様々なモードは青色、赤色、緑色の順序で説明されているが、モードは任意の適切な順序で発生し得る。
【0045】
さらに、以下の説明では、システム１００の構成要素の相対角度が説明される。しかしながら、そのような相対角度は単なる例であると理解され、任意の他の適切な相対角度は本明細書の範囲内である。
【0046】
図３を参照すると、青色モードでは第１のレーザ１０４－１がオンであり、他のレーザ１０４がオフであり、第１のレーザ１０４－１は第１の青色光３０１（「Ｂ」と表示されている）を生成し、第１の青色レーザ１０４－１の第１の青色光３０１の波長はシステム１００の所与の色点を満たすように選択することができ、特に、第１のレーザ１０４－１はシステム１００内の青色光の主な源であるため、システム１００が満たすべき色仕様を満たすように第１の青色レーザ１０４－１の波長を選択することができる。特定の例では、第１の青色レーザ１０４－１の第１の青色光３０１の波長が約４６５ｎｍであり得、これは４５５ｎｍの青色レーザ１０４－２、１０４－３の波長とは異なり得、蛍光体１０８、１１０を励起するように選択される。しかしながら、第１の青色レーザ１０４－１の第１の青色光３０１は青色光に対応する任意の好適な波長（例えば、約３８０ｎｍ～約５００ｎｍ）のものであり得る。
【0047】
図示のように、第１の青色光３０１は、第１のダイクロイックミラー１２０－１の側に向かって放射され、第１のレーザ１０４－１に対して４５度であると理解され、第２のダイクロイックミラー１２０－２に向かって角度付けられる。
【0048】
第１のダイクロイックミラー１２０－１の透過曲線９０２を示す図９Ａを簡単に参照すると、第１のダイクロイックミラー１２０－１は約５２０ｎｍを超える光を透過し、約４７５ｎｍ未満の光を反射し、約５２５ｎｍと約４７５ｎｍとの間で、第１のダイクロイックミラー１２０－１は「遷移領域」と呼ばれ得る領域内の光を部分的に透過し、部分的に反射することが理解される。さらに、透過波長カットオフが示される（例えば、透過及び反射がそれぞれ約５０％である遷移領域における約５００ｎｍの波長）。第１のダイクロイックミラー１２０－１は波長カットオフより上の光を一般に透過し、波長カットオフより下の光を反射するバンドパスフィルタを備えると理解される。
【0049】
同様に、第２のダイクロイックミラー１２０－２の透過曲線９０４を示す図９Ｂを簡単に参照すると、第２のダイクロイックミラー１２０－２は約５２５ｎｍ～約５７５ｎｍの光を透過し、約４７５ｎｍ未満の光を反射し、約６２０ｎｍを超える光も反射することが理解され、約４７５ｎｍ～約５２５ｎｍ、及び約５７５ｎｍ～約６２０ｎｍの領域では、第２のダイクロイックミラー１２０－２が遷移領域とも呼ばれ得る光を部分的に透過し、部分的に反射する。さらに、透過短波長カットオフ及び透過長波長カットオフが示されている（例えば、透過及び反射がそれぞれ約５０％である低波長遷移領域において約５００ｎｍの波長、及び透過及び反射がそれぞれ約５０％である高波長遷移領域において約５８５ｎｍの波長）。第２のダイクロイックミラー１２０－２は短波長カットオフと長波長カットオフとの間の光を一般に透過し、短波長カットオフと長波長カットオフとのそれぞれの上下の光を反射するバンドパスフィルタを備えると理解される。
【0050】
図３に戻ると、第１の青色光３０１の波長が４６５ｎｍ（例えば、図９Ａ及び図９Ｂにも示されているように、４６５ｎｍダイクロイックミラー１２０－１、１２０－２の両方の反射範囲内）であるとき、第１のダイクロイックミラー１２０－１は第１の青色光３０１を、第１のダイクロイックミラー１２０－１に対して４５度であり、第１のインテグレータ１２４－１の折り返しミラーに対してほぼ平行である第２のダイクロイックミラー１２０－２に向かって反射する。したがって、第１の青色光３０１は第２のダイクロイックミラー１２０－２から、第１の青色光３０１を第１のインテグレータ１２４－１の本体内に反射する第１のインテグレータ１２４－１の折り返しミラーに向けられ、かつ／または反射される。図３は第１のインテグレータ１２４－１の折り返しミラーが第１の青色光３０１を第１のインテグレータ１２４－１の本体内に反射するように配置されることをさらに示す（例えば、第１のインテグレータ１２４－１の折り返しミラーは第１のインテグレータ１２４－１の出力面に対して約４５度である）。したがって、第１の青色光３０１は第１のインテグレータ１２４－１によって統合され、さらに、第３のインテグレータ１２４－３によって統合され、ＳＬＭ１３０に提供されて、（例えば、ＲＧＢ画像の）青色画像及び／または青色サブ画像を形成する。
【0051】
言い換えると、第１のダイクロイックミラー１２４－１は第１の青色光３０１を第１のレーザ１０４－１から第２のダイクロイックミラー１２４－２に向けるように構成され、第２のダイクロイックミラー１２４－２は第１の青色光３０１を第１のダイクロイックミラー１２４－１から少なくとも１つの光インテグレータ１２４に向けるように構成される。
【0052】
図４に注目すると、赤色モードでは、第２のレーザ１０４－２及び第４のレーザ１０４－４の両方がオンである。第４のレーザ１０４－４は第１の赤色光４０１－１（Ｒ－１ともラベル付けされている）を生成し、赤色レーザ１０４－４の第１の赤色光４０１－１の波長はシステム１００の所与の色点に適合するように選択されてもよく、特に、第４のレーザ１０４－４はシステム１００内の赤色光の２つの光源のうちの１つであり、同時に動作するため、システム１００が第２の赤色光４０１－２と組み合わせて満たすことになる所与の色仕様に適合するように、赤色レーザ１０４－４の第１の赤色光４０１－１の波長が選択されてもよい。特定の例では、赤色レーザ１０４－４の第１の赤色光４０１－１の波長が約６３８ｎｍであってもよい。しかしながら、赤色レーザ１０４－４の第１の赤色光４０１－１は赤色光に対応する任意の適切な波長（例えば、約６２０ｎｍ～約７５０ｎｍ）であってもよい。
【0053】
図示のように、第１の赤色光４０１－１は、第４のダイクロイックミラー１２０－４に向かって角度付けられ、第４のレーザ１０４－４に対して４５度であると理解される第３のダイクロイックミラー１２０－３の側面に向かって放出される。
【0054】
第３のダイクロイックミラー１２０－３の透過曲線１００２を示す図１０Ａを簡単に参照すると、第３のダイクロイックミラー１２０－３は約５００ｎｍ～約５９０ｎｍの光を透過し、約４７５ｎｍ未満の光を反射し、約６２０ｎｍを超える光も反射することが理解され、約４７５ｎｍ～約５００ｎｍ、及び約５９０ｎｍ～約６２０ｎｍの領域では、第３のダイクロイックミラー１２０－３が光（例えば、遷移領域）を部分的に透過し、部分的に反射する。さらに、透過短波長カットオフ及び透過長波長カットオフが示されている（例えば、透過及び反射がそれぞれ約５０％である低波長遷移領域において約４８５ｎｍの波長、及び透過及び反射がそれぞれ約５０％である高波長遷移領域において約６１０ｎｍの波長）。第３のダイクロイックミラー１２０－３は短波長カットオフと長波長カットオフとの間の光を一般に透過し、短波長カットオフと長波長カットオフとのそれぞれの上下の光を反射するバンドパスフィルタを備えると理解される。
【0055】
同様に、第４のダイクロイックミラー１２０－４の透過曲線１００４を示す図１０Ｂを簡単に参照すると、第４のダイクロイックミラー１２０－４は約５９０ｎｍ～約６１０ｎｍの光を透過し、約５６０ｎｍ未満の光を反射し、約６３５ｎｍを超える光も反射することが理解され、約５６０ｎｍ～約５９０ｎｍ、及び約６１０ｎｍ～約６３５ｎｍの領域では、第４のダイクロイックミラー１２０－４が光（例えば、遷移領域）を部分的に透過し、部分的に反射する。さらに、透過短波長カットオフ及び透過長波長カットオフが示されている（例えば、透過及び反射がそれぞれ約５０％である低波長遷移領域において約５８０ｎｍの波長、及び透過及び反射がそれぞれ約５０％である高波長遷移領域において約６１５ｎｍの波長）。第４のダイクロイックミラー１２０－３は、一般に短波長カットオフと長波長カットオフとの間で黄色光を透過し、短波長カットオフと長波長カットオフとのそれぞれの上下の光を反射する黄色ノッチフィルタ（例えば、バンドパスフィルタのタイプ）を備えると理解される。
【0056】
ダイクロイックミラー１２０の特定の透過曲線が本明細書で説明されるが、ダイクロイックミラー１２０の透過曲線は第１の青色レーザ１０４－１、赤色レーザ１０４－１、または蛍光体１０８、１１０によって放出される光の波長に従って適合され得ることが理解される。
【0057】
図４に戻ると、第１の赤色光４０１－１の波長が６３８ｎｍ（例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂにも示されるように、ダイクロイックミラー１２０－３、１２０－４の両方の反射範囲内）であるとき、第３のダイクロイックミラー１２０－３は第１の赤色光４０１－１を、第３のダイクロイックミラー１２０－３に対して４５度であり、第２のインテグレータ１２４－２の折り返しミラーに対してほぼ平行である第４のダイクロイックミラー１２０－４の側に向かって反射する（例えば、第２のインテグレータ１２４－２の折り返しミラーは、第２のインテグレータ１２４－２の出力面に対して約４５度である）。
【0058】
したがって、第１の赤色光４０１－１は、第４のダイクロイックミラー１２０－４から第２のインテグレータ１２４－２の折り返しミラーに向けられ、かつ／または反射され、第１の赤色光４０１－１を第２のインテグレータ１２４－２の本体に反射する。図４は、第２のインテグレータ１２４－２の折り返しミラーが第１の赤色光４０１－１を第２のインテグレータ１２４－２の本体内に反射するように配置されることをさらに示す。したがって、第１の赤色光４０１－１は第２のインテグレータ１２４－２によって統合され、第３のインテグレータ１２４－３によってさらに統合され、ＳＬＭ１３０に提供されて、赤色画像及び／または赤色サブ画像（例えば、ＲＧＢ画像の）を形成する。
【0059】
しかしながら、図４にさらに注目すると、赤色モードでは、第２のレーザ１０４－２もオンであり、第２の青色光４０２（例えば、「Ｒ－２」ともラベル付けされる）を生成し、第２の青色レーザ１０４－２の第２の青色光４０２の波長は前述のように、蛍光体１０８を励起するように選択され得る。例えば、第２の青色レーザ１０４－２の第２の青色光４０２の波長は４５５ｎｍであってもよい。
【0060】
図示のように、第２の青色光４０２は、第１のダイクロイックミラー１２０－２の側面に向かって放射され、第２のレーザ１０４－２に対して４５度であると理解され、第１の蛍光体ホイール１０６－１に向かって角度を成す。したがって、レーザ１０４－１、１０４－２は第１のダイクロイックミラー１２０－１の両側にあり、したがって、レーザ１０４－１、１０４－２からのそれぞれの青色光３０１、４０２は、反対方向に向けられる／反射されることが理解される。
【0061】
第２の青色光４０２の波長が４５５ｎｍ（例えば、図９Ａにも示されるように、第１のダイクロイックミラー１２０－１の反射範囲内）であるとき、第１のダイクロイックミラー１２０－１は第２の青色光４０２を第１の蛍光体ホイール１０６－１、具体的には、（例えば、図８に示されるように）第２の赤色光４０１－２ならびにそれぞれの蛍光体スペクトル８００内の他の色を励起及び放出する蛍光体１０８に向かって反射する。
【0062】
第２の赤色光４０１－２及び他の色は、第１のダイクロイックミラー１２０－１に向かって放射される。図８の蛍光体１０８の蛍光体スペクトル８００と、図９Ａの第１のダイクロイックミラー１２０－１の透過曲線９０２とを比較すると、約５２５ｎｍを超える蛍光体１１０によって放出された光の波長（例えば、緑色～赤色）は第１のダイクロイックミラー１２０－１を透過して第２のダイクロイックミラー１２０－２に向かい、一方、他の波長（例えば、青色）は反射または部分的に反射されることが理解される。
【0063】
図８の蛍光体１０８の蛍光体スペクトル８００と、図９Ｂの第２のダイクロイックミラー１２０－２の透過曲線９０４とを比較すると、第１のダイクロイックミラー１２０－１を透過して第２のダイクロイックミラー１２０－２に向かう約６２０ｎｍを超える光の波長（例えば、第２の赤色光４０１－２）は、第１のインテグレータ１２４－１の折り返しミラーに向かって反射され、約６２０ｎｍ未満の光は（例えば、緑色～橙色の）第２のダイクロイックミラー１２０－２を透過する（または部分的に透過する）ことが理解される。
【0064】
実際、蛍光体１０８の蛍光体スペクトル８００と、第１のダイクロイックミラー１２０－１の透過曲線と、第２のダイクロイックミラー１２０－２の反射率曲線（例えば、１から図９Ｂの透過曲線９０４を引いたもの）との乗算は一般に、第１のインテグレータ１２４－１に入射する第２の赤色光４０１－２のスペクトルをもたらすことが理解される。したがって、ダイクロイックミラー１２０－１、１２０－２、より具体的には第２のダイクロイックミラー１２０－２は一般に、第１の蛍光体１０８によって放射される光の他の色から第２の赤色光４０１－２を選択及び／またはフィルタリングするためのフィルタとして機能する。言い換えると、第１のダイクロイックミラー１２０－１及び第２のダイクロイックミラー１２０－２のうちの１つまたは複数は第２の赤色光４０１－２を精製して、そのピーク波長（例えば、フィルタリングから生じる主波長）をシフトするようにさらに構成され得る。
【0065】
第１の青色光３０１と同様に、第２の赤色光４０１－２は、第２のダイクロイックミラー１２０－２から第１のインテグレータ１２４－１の折り返しミラーに向けられ、かつ／または反射され、第２の赤色光４０１－２を第１のインテグレータ１２４－２の本体内に反射する。したがって、第２のダイクロイックミラー１２０－２は、第２の赤色光４０１－２を第１のインテグレータ１２４－１に導くとともに、第２の赤色光４０１－２をフィルタリングする。さらに、第２の赤色光４０１－２は第１のインテグレータ１２４－１及び第３のインテグレータ１２４－３によって統合され、第３のインテグレータ１２４－３は第１の赤色光４０１－１及び第２の赤色光４０１－２をさらに合成して統合し、合成された赤色光４０１をＳＬＭ１３０に提供して、（例えば、ＲＧＢ画像の）赤色画像及び／または赤色サブ画像を形成する。
【0066】
実際、再び図９Ｂを参照すると、５７５ｎｍと６２０ｎｍとの間の第２のダイクロイックミラー１２０－２の遷移領域の尖鋭度及び／または位置は第２の赤色光４０１－２をより正確に選択及び／またはフィルタリングするように、例えば、第１の赤色光４０１－１の６３８ｎｍ付近になるように選択され得る。第２のダイクロイックミラー１２０－２の遷移領域を「よりシャープ」にすることによって、例えば、遷移領域を約６１５ｎｍから約６２０ｎｍに狭めることなどによって、より多くの緑色、黄色、及び橙色光を第２の赤色光４０１－２からフィルタリングして、第２の赤色光４０１－２の色点を６３８ｎｍにシフトさせることができるが、これはまた、第２の赤色光４０１－２の輝度を減少させる効果を有する可能性がある。これに代えて、及び／または加えて、遷移領域を（例えば、同じ幅であるが、波長が高い）５７５ｎｍ及び６２０ｎｍから５８０ｎｍ～６２５ｎｍにシフトさせることによって、より多くの緑色、黄色、及び橙色光を第２の赤色光４０１－２からフィルタリングして、第２の赤色光４０１－２の色点を６３８ｎｍへシフトさせることができるが、これはまた、第２の赤色光４０１－２の輝度を低下させる効果を有する可能性がある。第２のダイクロイックミラー１２０－２（またはダイクロイックミラー１２０のいずれか）の遷移領域のそのような尖鋭化及び／またはシフトは、第２のダイクロイックミラー１２０－２の製造中（またはダイクロイックミラー１２０のいずれかの製造中）に生じることが理解される。
【0067】
それにもかかわらず、第１の赤色光４０１－１と第２の赤色光４０１－２とが組み合わされるとき、レーザ１０４－２、１０４－４の両方は、システム１００において赤色光を生成するために１０４－２、１０４－４のうちの１つのみが使用されたときよりも低い電力要件を有し得ることが理解される。さらに、レーザ１０４－２、１０４－４の両方を使用することにより、第２のレーザ１０４－２を、第１の蛍光体１０８の消光限界未満の出力で動作させることができる。
【0068】
第３のインテグレータ１２４－３から出射される赤色光の色は第１の赤色光４０１－１及び第２の赤色光４０１－２の色の組み合わせであると理解され、５７５ｎｍと６２５ｎｍとの間の第２のダイクロイックミラー１２０－２の遷移領域の尖鋭度及び／または位置を選択することによって調整され得るが、そのような選択は遷移領域がより高い波長に向かってシフトされるとき、第２の赤色光４０１－２の輝度に影響を及ぼし得る。しかしながら、遷移領域は５７５ｎｍより短い波長から、及び／または６２５ｎｍより長い波長までであってもよく、所与の明るさ及び／または所与の赤色（例えば、赤色点）及び／または所与の白色点（例えば、システム１００によって生成される赤色、緑色及び青色光の組み合わせから生じる白色光の色）に依存してもよいことが理解される。
【0069】
少なくとも図４の説明から、第１のダイクロイックミラー１２０－１は、第１の蛍光体ホイール１０６－１上に配置され、第２のレーザ１０４－２から第１の蛍光体１０８に第２の青色光４０２を向けるようにさらに構成され、第１の蛍光体１０８は第２の青色光４０２を、第２の赤色光４０１－２を含むより長い波長に変換するように構成され、第２のダイクロイックミラー１２０－２は第２の赤色光４０１－２を少なくとも１つの光インテグレータ１２４に向け、より長い波長の他のものを透過（または部分的に透過）させるようにさらに構成され、少なくとも１つの光インテグレータ１２４は第１の赤色光４０１－１と第２の赤色光４０１－２とを組み合わせることが理解される。第３のダイクロイックミラー１２０－３は、第１の赤色光４０１－１を第４のレーザ１０４－４から少なくとも１つの光インテグレータ１２４に向けるように構成されることがさらに理解される。
【0070】
図５に注目すると、緑色モードでは、第３のレーザ１０４－３はオンであり、他のレーザ１０４はオフである。第３のレーザ１０４－３は第３の青色光５０３を生成し、第３の青色レーザ１０４－３の第３の青色光５０３の波長は前述のように、蛍光体１１０を励起するように選択され得る。例えば、第３の青色光５０３の波長は、約４５５ｎｍであってもよい。
【0071】
図示のように、第３の青色光５０３は、第３のダイクロイックミラー１２０－３の側面に向かって放射され、第３のレーザ１０４－３に対して４５度であると理解され、第２の蛍光体ホイール１０６－２に向かって角度を成す。したがって、レーザ１０４－３、１０４－４は第３のダイクロイックミラー１２０－３の両側にあり、したがって、レーザ１０４－３からの青色光５０３及びレーザ１０４－４からの赤色光４０１－１は、反対方向に向けられる／反射されることが理解される。
【0072】
第３の青色光５０３の波長が４５５ｎｍ（例えば、図１０Ａにも示されるような第３のダイクロイックミラー１２０－３の反射範囲内）であるとき、第３のダイクロイックミラー１２０－３は第３の青色光５０３を第２の蛍光体ホイール１０６－２、具体的には、緑色光５０１（例えば、図８に示されるように）ならびにそれぞれの蛍光体スペクトル８００内の他の色を励起及び放出する蛍光体１１０に向かって反射する。
【0073】
緑色光５０１及び他の色は、第３のダイクロイックミラー１２０－３に向かって放射される。図８の蛍光体１１０の蛍光体スペクトル８００を図１０Ａの第３のダイクロイックミラー１２０－３の透過曲線１００２と比較すると、約５００ｎｍ～約５９０ｎｍ（例えば、緑色～橙色）の蛍光体１１０によって放出された光の波長は第３のダイクロイックミラー１２０－３を通って第４のダイクロイックミラー１２０－４に向かって透過され、一方、他の波長（例えば、青色及び赤色）は反射または部分的に反射されることが理解される。
【0074】
図８の蛍光体１１０の蛍光体スペクトル８００を、図１０Ｂの第４のダイクロイックミラー１２０－４の透過曲線１００４と比較すると、第３のダイクロイックミラー１２０－３を通って第４のダイクロイックミラー１２０－４に向かって透過される光の波長、すなわち約５６０ｎｍ未満（例えば、緑色光５０１）または６３５ｎｍ超（例えば、第１の赤色光４０１－１）の波長は第２のインテグレータ１２４－２の折り返しミラーに向かって反射され、一方、他の波長（例えば、黄色～橙色）は、透過及び／または部分的に透過されることが理解される。緑色モードで蛍光体１１０によって放射される（例えば、約６２０ｎｍを超える）赤色光も反射され得るが、図８は蛍光体１１０が一般に赤色不足であり、したがって、赤色光が緑色光５０１の色点に大きく寄与しないことを示す。したがって、第４のダイクロイックミラー１２０－４の透過曲線１００４は赤色光４０１を反射するとともに、蛍光体１１０によって放射される他の色から緑色光５０１をフィルタリングするように選択されることが理解される。
【0075】
実際、蛍光体１１０の蛍光体スペクトル８００と、第３のダイクロイックミラー１２０－３の透過曲線と、第４のダイクロイックミラー１２０－４の反射率曲線（例えば、１から図１０Ｂの透過曲線１００４を引いたもの）との乗算は一般に、第２のインテグレータ１２４－２に入射する緑色光５０１のスペクトルをもたらすことが理解される。したがって、ダイクロイックミラー１２０－３、１２０－４、より具体的には第４のダイクロイックミラー１２０－４は一般に、第２の蛍光体１１０によって放射される光の他の色から緑色光５０１を選択及び／またはフィルタリングするためのフィルタとして機能する。言い換えると、第３のダイクロイックミラー１２０－３及び第４のダイクロイックミラー１２０－４のうちの１つまたは複数は緑色光５０１を精製してそのピーク波長（例えば、フィルタリングから生じる主波長）をシフトさせるようにさらに構成され得る。
【0076】
赤色光４０１と同様に、緑色光５０１は第４のダイクロイックミラー１２０－４から、緑色光５０１を第２のインテグレータ１２４－２の本体に反射する第２のインテグレータ１２４－２の折り返しミラーに向けられ、かつ／または反射される。したがって、第４のダイクロイックミラー１２０－４は、緑色光５０１を第２のインテグレータ１２４－２に向け、緑色光５０１をフィルタリングする。さらに、緑色光５０１は、したがって、第２のインテグレータ１２４－２によって統合され、さらに、第３のインテグレータ１２４－３によって統合され、ＳＬＭ１３０に提供される緑色光５０１を提供して、（例えば、ＲＧＢ画像の）緑色画像及び／または緑色サブ画像を形成する。
【0077】
実際には、再び図１０Ｂを参照すると、約５６０ｎｍと約６１０ｎｍとの間の第４のダイクロイックミラー１２０－４の遷移領域の尖鋭度及び／または位置は緑色光５０１を、例えば所与の色点に、より正確に選択及び／またはフィルタリングするように選択され得る。
【0078】
例えば、再び図１０Ｂを参照すると、約５６０ｎｍと約６１０ｎｍとの間の第４のダイクロイックミラー１２０－４の遷移領域の尖鋭度及び／または位置は、緑色光５０１をより正確に選択及び／またはフィルタリングするように選択され得る。例えば、第４のダイクロイックミラー１２０－４の遷移領域を「よりシャープ」にすることによって、例えば遷移領域を約５６０ｎｍから約５７５ｎｍに狭めることによって、より多くの黄色及び橙色光を緑色光５０１からフィルタリングして、緑色光５０１の色点をより深い緑色にシフトさせることができるが、これはまた、緑色光５０１の輝度を減少させる効果を有する可能性がある。代替的に、及び／または加えて、遷移領域を５６０ｎｍ及び６１０ｎｍから５５０ｎｍ～６００ｎｍ（例えば、同じ幅であるが、より高い波長）にシフトさせることによって、より多くの黄色及び橙色光を緑色光５０１からフィルタリングして、緑色光５０１の色点をより深い緑色にシフトさせることができるが、これはまた、緑色光５０１の輝度を低下させる効果を有する可能性がある。第４のダイクロイックミラー１２０?４（またはダイクロイックミラー１２０のいずれか）の遷移領域のそのような尖鋭化及び／またはシフトは、第４のダイクロイックミラー１２０?４の製造中（またはダイクロイックミラー１２０のいずれかの製造中に）生じることが理解される。
【0079】
さらに、第３のダイクロイックミラー１２０－３は例えば、第３のダイクロイックミラー１２０－３の透過領域を狭くして黄色光及び橙色光を反射することによって、そのようなフィルタリングに適合されてもよいが、ダイクロイックミラー１２０－３の透過曲線は少なくとも、第３の青色光５０３の反射及び第１の赤色光４０１－１の反射を維持しなければならないことによって制約され得ることが理解される。したがって、例えば、ダイクロイックミラー１２０－３は本明細書に記載されるように、第３の赤色光５０３及び第１の赤色光４０１－１を反射すべきであるが、透過短カットオフ波長を増加させることができ、及び／または透過長カットオフ波長を減少させて「より純粋である」グリーンを達成することができる。
【0080】
第３のダイクロイックミラー１２０－３は、第４のレーザ１０４－４からの第１の赤色光４０１－１を（例えば、第４のダイクロイックミラー１２０－４を介して）少なくとも１つの光インテグレータ１２４に向け、第３の青色光５０３を第３のレーザ１０４－３から第２の蛍光体ホイール１０６－２上に配置された第２の蛍光体１１０に向けるように構成されることがさらに理解される。
【0081】
第２の蛍光体１１０は、第３の青色光５０３を、緑色光５０１を含むそれぞれのより長い波長に変換するように構成され、第３のダイクロイックミラー１２０－３は緑色光５０１を（例えば、第４のダイクロイックミラー１２０－４を介して）少なくとも１つの光インテグレータ１２４に透過させるようにさらに構成されることがさらに理解される。
【0082】
第４のダイクロイックミラー１２０－４は任意であることが理解されるが、第４のダイクロイックミラー１２０－４が存在する場合、第３のダイクロイックミラー１２０－３は第４のレーザ１０４－３からの第１の赤色光４０１－１を第４のダイクロイックミラー１２０－４を介して少なくとも１つの光インテグレータ１２４に向けるように構成され、第４のダイクロイックミラー１２０－４は第１の赤色光４０１－１を第３のダイクロイックミラー１２０－３から少なくとも１つの光インテグレータ１２４に向けるように構成される。第４のダイクロイックミラー１２０－４が存在するとき、第３のダイクロイックミラー１２０－３は、緑色光５０１を、第４のダイクロイックミラー１２０－４を介して少なくとも１つの光インテグレータ１２４に伝達するようにさらに構成され、第４のダイクロイックミラー１２０－４は緑色光５０１を少なくとも１つの光インテグレータ１２４に向け、蛍光体１１０によって放出されるそれぞれのより長い波長の他の光を伝達及び／または部分的に伝達するようにさらに構成されることがさらに理解される。
【0083】
次に、動作中の４つのレーザ１０４すべてを有するシステム２００を示す図６に注目する。図６は動作中のシステム１００、２００間の類似性及び相違を簡単に示すために提供される。したがって、すべての４つのレーザ１０４が図６で動作している間、システム１００はそれぞれ図３、図４、及び図５に示されるように、青色モード、赤色モード、及び緑色モードで動作することができ、第１のレーザ１０４－１は青色モードであり、他のレーザ１０４はオフであり、第２のレーザ１０４－２及び第３のレーザ１０４－３は赤色モードであり、他のレーザ１０４はオフであり、第４のレーザ１０４－４は緑色モードであり、他のレーザ１０４はオフであることが理解される。
【0084】
図示のように、システム２００では、第１の青色光３０１、第２の青色光４０２、及び第２の赤色光４０１－２の経路はシステム１００内の第１の青色光３０１、第２の青色光４０２、及び第２の赤色光４０１－２の経路と同様であり、かつ／または同じである。
【0085】
しかしながら、レーザ１０４－３、１０４－４、第２の蛍光体ホイール１０６－２、及び第３のダイクロイックミラー１２０－３がシステム１００と比較して、インテグレータ１２４－２に対して９０度回転されると、第１の赤色光４０１－１は第３のダイクロイックミラー１２０－３から第２のインテグレータ１２４－２に向けられ、及び／または反射され、同様に、緑色光５０１は、第３のダイクロイックミラー１２０－３を通って第２のインテグレータ１２４－２に透過される。したがって、システム１００の第３のダイクロイックミラー１２０－３が（例えば、図１０Ａに示されるように）システム１００と同じ透過曲線１００２を有する場合、緑色光５０１のより少ないフィルタリングが生じ得るが、システム１００の第３のダイクロイックミラー１２０－３の透過曲線１００２は上述のように、緑色光５０１をより良好にフィルタリングするように調整され得る。
【0086】
少なくとも１つの光インテグレータ１２４を要約すると、図示の例では、少なくとも１つの光インテグレータ１２４が、第２のダイクロイックミラー１２４－２から第１の青色光３０１及び第２の赤色光４０１－２を受光するように構成された第１の光インテグレータ１２４－１と、第３のダイクロイックミラー１２０－３から（例えば、システム２００内で直接、またはシステム１００内の第４のダイクロイックミラー１２０－４を介して）緑色光５－１及び第１の赤色光４０１－２を受光するように構成された第２の光インテグレータ１２４－２と、第１の光インテグレータ１２４－１及び第２の光インテグレータ１２４－２からのそれぞれの光を結合する第３の光インテグレータ１２４－３と、を備えることが理解される。さらに、少なくとも１つの光インテグレータ１２４は、少なくとも１つの光インテグレータ１２４で受光された光を空間光変調器１３０に供給するように構成される。さらに、インテグレータ１２４は３つの別個の構成要素として示されているが、インテグレータ１２４は３つの示されているインテグレータ１２４と同じ形状及び／または構成及び／または機能を有する１つのインテグレータ１２４（または２つ以上のインテグレータ１２４）などとして提供されてもよい。
【0087】
次に、システム１００（及び／またはシステム２００）で使用され得る２つの異なる候補蛍光体の消光曲線１１０２、１１０４を示す図１１に注目する。特に、消光曲線１１０２、１１０４は、励起パワー（ワット）の関数として、２つの異なる蛍光体の出力パワー（ワット）を示す。約８０Ｗ未満の励起パワー（例えば、レーザによって２つのリンに入力される８０Ｗのパワーａｅ）では蛍光体変換効率が典型的には５０～６０％である（例えば、１０Ｗ～８０Ｗの励起パワーでは、出力パワーは励起パワーの約５０～６０％である）。残りの励起パワーは、廃熱に変換され、蛍光体の温度を上昇させる。蛍光体の温度が上昇するにつれて、その変換効率が低下し、言い換えれば、励起パワーが増加するにつれて、蛍光体の効率が低下し、最終的に、励起パワーとともに出力パワーが低下するクエンチ点に達することがある。消光曲線１１０２を有する蛍光体はクエンチ点を有しないが、消光曲線１１０４を有する蛍光体は約１４０Ｗの励起パワーでクエンチ点を有する。蛍光体１０８、１１０が消光曲線１１０４と同様のそれぞれの消光曲線を有すると仮定すると、レーザ１０４－２、１０４－３を、蛍光体１１０のクエンチ点を下回る励起パワーで動作させて、効率を最大にすることが好ましい。この問題は異なるクエンチ点を有する異なる（例えば、異なる色を発する）蛍光体を含む１つの蛍光体ホイールが（例えば、従来技術において）使用されるときに、最小励起パワーを下回る励起パワーでレーザを動作させる必要があるため、さらに悪化する可能性がある。したがって、２つの蛍光体ホイール１０６にわたってシステムの熱負荷を分割することは、蛍光体１０８、１１０のそれぞれのクエンチ点に応じてレーザ１０４－２、１０４－３としての柔軟性を提供する。さらに、蛍光体１０８によって生成される第２の赤色光４０１－２を補うための赤色レーザ１０４－４の第１の赤色光４０１－１の使用は、第２のレーザ１０４－２が例えば、赤色レーザ１０４－４が使用されないときと比較して、クエンチ点未満であるより低い相対パワーで動作されることを可能にし得る。言い換えると、第１の赤色光４０１－１及び第２の赤色光４０１－２は互いに補足し、かつ／または第１の赤色光４０１－１及び第２の赤色光４０１－２の組み合わせから組み合わされた赤色を形成し、かつ／または互いのそれぞれの明るさを補足する。
【0088】
したがって、第２のレーザ１０４－２は第１の蛍光体１０８の消光限界未満の出力で動作し、第３のレーザ１０４－３は、第２の蛍光体１１０のそれぞれの消光限界未満のそれぞれの出力で動作することが一般に理解される。
【0089】
次に、システム１００（またはシステム２００）を制御する方法１２００を示す図１２に注目する。方法１２００の動作は、コントローラ１３２によって実行される機械可読命令に対応し得る。方法１２００は示されるような正確なシーケンスで実行される必要はなく、同様に、様々なブロックが、シーケンスではなく並行して実行され得る。したがって、方法１２００の要素は本明細書では「ステップ」ではなく「ブロック」と呼ばれる。方法１２００はシステム１００の変形（システム２００を含むが、これに限定されない）にも実装され得る。
【0090】
方法１２００は（例えば、「開始」で）開始し、コントローラ１３２はブロック１２０２で第１の青色レーザ１０４－１をオンにすることによって青色モードを実施し、一方、他のレーザ１０４はオフになるように制御され、ＳＬＭ１３０は、ブロック１２０４で青色サブ画像を提供するように並列に制御される。ＳＬＭ１３０はブロック１２０４においてコントローラ１３２によって制御され得、及び／またはコントローラ１３２はブロック１２０４においてＳＬＭ１３０を制御している別のコントローラからコマンドを受信することによってブロック１２０２を実装して、青色サブ画像を提供し得る。一般に、ブロック１２０２は、第１の青色光３０１がＳＬＭ１３０を照明する図３によって示される。
【0091】
青色モードに続く赤色モードでは、コントローラ１３２がブロック１２０６で第２の青色レーザ１０４－２及び第３の青色レーザ１０４－３をオンにし、一方、他のレーザ１０４はオフになるように制御され、ＳＬＭ１３０は並列に、ブロック１２０８で赤色サブ画像を提供するように制御される。ＳＬＭ１３０はブロック１２０８においてコントローラ１３２によって制御され得、及び／またはコントローラ１３２はブロック１２０８において、ＳＬＭ１３０を制御している別のコントローラからコマンドを受信することによって、ブロック１２０６を実装して、赤色サブ画像を提供し得る。一般に、ブロック１２０６は、赤色光４０１がＳＬＭ１３０を照明する図４によって示されている。
【0092】
赤色モードに続く緑色モードでは、コントローラ１３２がブロック１２１０で第４の青色レーザ１０４－２をオンにし、一方、他のレーザ１０４はオフになるように制御され、ＳＬＭ１３０は並列に、ブロック１２１２で緑色サブ画像を提供するように制御される。ＳＬＭ１３０はブロック１２１０においてコントローラ１３２によって制御されてもよく、及び／またはコントローラ１３２はブロック１２１２において、ＳＬＭ１３０を制御している別のコントローラからコマンドを受信することによって、ブロック１２１０を実装して、緑色サブ画像を提供してもよい。一般に、ブロック１２１０は、緑色光５０１がＳＬＭ１３０を照明する図４によって示される。
【0093】
したがって、一般に、コントローラ１３２は青色時間周期中に、第１の青色光３０１を放出するように第１のレーザ１０４－１を制御し、赤色時間周期中に、第２の青色光４０２を放出するように第２のレーザ１０４－２を制御し、第１の赤色光４０１－２を放出するように第４のレーザ１０４－３を制御し、緑色時間周期中に、第３の青色光５０３を放出するように第３のレーザ１０４－３を制御するように構成される。
【0094】
方法１２００は青色モード、赤色モード、及び緑色モードに関して説明されているが、モードは任意の適切なシーケンスで実装され得る。
【0095】
さらに、モードは例えば、システム１００またはシステム２００において所与の白色点（例えば、青色光３０１、赤色光４０１、及び緑色光５０１を組み合わせることによって達成される光の色）を達成するために、任意の適切なそれぞれの時間周期のために実装され得る。
【0096】
さらに、所与のモードで所与のレーザ１０４をオンにし、ＳＬＭ１３０を制御して、それぞれのサブ画像のニーズを提供することは、正確な調整で行われる。例えば、ＳＬＭ１３０が所定のサブ画像を提供するように制御される前に、所定のモードで、それぞれのレーザ１０４がオンにされ、他のレーザ１０４がオフにされ得、または、ＳＬＭ１３０が所与のサブ画像を提供するように制御された後、所与のモードで、それぞれのレーザ１０４がオンにされ、他のレーザ１０４がオフにされ得る。しかしながら、ＳＬＭ１３０は一般に、別のモードのレーザ１０４がオフであるときにのみ、所与のサブ画像を所与のモードに提供するように制御される（例えば、赤色モードの場合、ＳＬＭ１３０は第１の青色レーザ１０４－１がオフの後に赤色サブ画像を提供するように制御されるが、ＳＬＭ１３０はレーザ１０４－２、１０４－３がオンである前または後に赤色サブ画像を提供するように制御されてもよく、同様に、ＳＬＭ１３０は第４の青色レーザ１０４－４がオンである前に赤色サブ画像を提供することを停止するように制御される）。
【0097】
したがって、光の赤色、緑色、及び青色の期間は、例えばレーザ１０４をオン及びオフにすることによって、光割り当てに従って割り振られ得る。各色チャネル（例えば、赤色モードを提供する赤色チャネル、緑色モードを提供する緑色チャネル、及び青色モードを提供する青色チャネル）の効率は、光源レーザ光の量と同様に変化し得、これは他の色と比較して所与の色について異なる輝度をもたらし得る。ビデオシステムは一般に、合計されたときに特定の白色点をもたらす赤色、緑色、及び青色光のバランスに従って動作する。したがって、赤色光、緑色光、及び青色光の相対デューティサイクルは、特定の実装形態において利用可能な各色の量に基づいて選択され得る。
【0098】
本明細書によれば、赤色に割り当てられた時間周期中、図４に示されるように、２組のレーザ１０４－２、１０４－３が、システム１００（またはシステム２００）においてアクティブ及び／またはオンである。波長４５５ｎｍの第２のレーザ１０４－２からの青色光は一般に、第１のダイクロイックミラー１２０－１に向けられ、第１のダイクロイックミラー１２０－１の透過曲線９０２の反射部分では波長４５５ｎｍを有する（例えば、透過波長カットオフ未満）。したがって、第２のレーザ１０４－２からの光は、第１の蛍光体ホイール１０６－１において「赤色」蛍光体１０８に向けられる。蛍光体１０８は一般に、第１のダイクロイックミラー１２０－１に向けて戻される黄色～赤色光（例えば、図８参照）を放射する蛍光を発する。黄色～赤色光は、第１のダイクロイックミラー１２０－１の透過曲線９０２の透過部にあるため、第２のダイクロイックミラー１２０－２に透過する。第２のダイクロイックミラー１２０－２の透過曲線９０４は緑色～黄色光を透過し、赤色（または青色光）を反射するように選択される。これは、黄色光を赤色光にフィルタリングし、インテグレータ１２４－１への反射時にそれを赤色に変換する効果を有する。
【0099】
第２のダイクロイックミラー１２０－２の透過曲線９０４の長波長カットオフをどこに配置するかの選択は、第１の蛍光体ホイール１０６－１の蛍光体１１０のために選択された蛍光体材料と、第３のインテグレータ１２４－３によって放出されるべき赤色の所望の色とに依存し得る。例えば、システム１００がＲＥＣ．７０９ディスプレイ規格に従って動作されるプロジェクタに、またはその中に提供される場合、ＲＥＣ．７０９ディスプレイ規格が深い飽和色を必要としないので、長波長カットオフは、より短い波長であるように選択され得る。ＤＣＩＰ３カラー規格に従って動作させるプロジェクタはより長い波長での長波長カットオフを必要とする場合があり、ＲＥＣ．２０２０に従って動作させるプロジェクタは、より長い波長での長波長カットオフを必要とする場合がある。
【0100】
「より深い」赤色（例えば、６２０ｎｍをはるかに超える赤色）を達成しようとすると、蛍光体材料が赤欠乏する傾向があるので、ＬａＰｈディスプレイシステムのさらなる課題が明らかになる。赤色に割り当てられる表示時間のパーセントを増加させることはこの問題のいくつかを軽減し得るが、一般に、この解決策は十分ではない場合がある。より多くのポンプレーザ（例えば、２つ以上の第２のレーザ１０４－２が使用されてもよい）を追加することも、消光限界に達するまで、問題を軽減することができる。しかしながら、本明細書で提供されるように、赤色レーザ１０４－４を直接赤色レーザ源として使用することは、所与のホワイトバランス及び／または白色点を達成するのに役立ち得る。
【0101】
赤色表示時間中、赤色レーザ１０４－４（例えば、波長６３８ｎｍ）はレーザ１０４－３と同時にオンになり、赤色レーザ１０４－４からの光は、第３のダイクロイックミラー１２０－３に向けられる。第３のダイクロイックミラー１２０－３は、赤色レーザ１０４－４の波長未満となるように選択された透過長波長カットオフを有してもよい。したがって、赤色レーザ１０４－４からの赤色光は、第４のダイクロイックミラー１２０－４に反射及び／または方向付けられ、赤色レーザ１０４－４の波長未満になるように選択された透過長波長カットオフも有する。赤色レーザ１０４－４からの赤色光は再び反射され、インテグレータ１２４－２に向かう。
【0102】
緑色表示時間中、第３の青色レーザ１０４－３（例えば、波長４５５ｎｍ）がオンであり、そこからの光は、第３の青色レーザ１０４－３の波長を超えるように選択された透過低波長カットオフと、赤色レーザ１０４－４によって放射された光を反射するように選択された透過高波長カットオフとを有するバンドパスフィルタを備える第３のダイクロイックミラー１２０－３に向けられる。第３の青色レーザ１０４－３からの光は第３のダイクロイックミラー１２０－３で反射し、第２の蛍光体ホイール１０６－１の緑色蛍光体１１０に向けられ、緑色蛍光体１１０は蛍光を発し、緑色～黄色光を発する。この緑色～黄色光は第３のダイクロイックミラー１２０－３に向けられ、透過し、第４のダイクロイックミラー１２０－４に衝突し、黄色ノッチフィルタとして作用するため、緑色光をインテグレータ１２４－２に向かって反射する（黄色光が透過するため）。
【0103】
青色表示時間の間、第１の青色レーザ１０４－１（例えば、波長４６５ｎｍ）がオンであり、そこからの光は、第１の青色レーザ１０４－１の波長を超えるように選択された透過波長カットオフを有するバンドパスフィルタを備える第１のダイクロイックミラー１２０－１に向けられる。第１の青色レーザ１０４－１からの光は第１のダイクロイックミラー１２０－１で反射し、第２のダイクロイックミラー１２０－２に向けられる。第２のダイクロイックミラー１２０－２の透過低波長カットオフは第１の青色レーザ１０４－１の波長を超えるように選択され、したがって、第１の青色レーザ１０４－１からの光は第２のダイクロイックミラー１２０－２によってインテグレータ１２４－１に向かって反射される。
【0104】
したがって、２つの独立した蛍光体ホイール１０６を有することによって、蛍光体を使用して赤色と緑色（例えば、青色と）の両方を提供するのと比較して、蛍光体１０８、１１０の選択を個々の赤色と緑色に対して最適化することができる。
【0105】
システム１００（またはシステム２００）を使用するプロジェクタの最終的な測色は、選択されるレーザ１０４の波長、選択される蛍光体材料のタイプ、及び様々なダイクロイックミラー１２０のカットオフ波長に依存し得る。したがって、本明細書は、異なる動作色点、明るさ、測色などを最適化する際の柔軟性を可能にするシステム１００、２００を提供することが理解される。
【0106】
すでに論じたように、蛍光体材料は温度に敏感である。さらに、レーザ１０４もまた、温度に敏感であり得ることが理解される。様々なダイクロイックミラー１２０の波長カットオフを選択する際に、排除された光を吸収するヒートシンク１２２を設けることが重要であり得る。例えば、インテグレータ１２４に向けられない光は、システム１００（またはシステム２００）の内部のどこかで吸収され、熱に変換される。したがって、波長カットオフは、廃光が第３のダイクロイックミラー１２０－３または第４のダイクロイックミラー１２０－４のいずれかを通る透過によってフィルタリングされるように選択され得る。ダイクロイックミラー１２０－３、１２０－４に追加された光吸収ヒートシンク１２２は、最適な熱管理を可能にすることができる。言い換えると、いくつかの例では、システム１００またはシステム２００が第１のダイクロイックミラー１２０－１、第２のダイクロイックミラー１２０－２、第３のダイクロイックミラー１２０－３、及び第４のダイクロイックミラー１２０－４のうちの１つまたは複数からの熱及び廃光のうちの１つまたは複数を吸収するように構成された１つまたは複数のヒートシンク１２２をさらに備え得る。
【0107】
したがって、２つの独立した蛍光体ホイール１０６の使用は（例えば、セグメント化されていない蛍光体１０８、１１０を有する）各個別の蛍光体ホイール１０６に対する熱負荷を低減することができ、これは、（例えば、セグメント化された蛍光体を有する）１つの蛍光体ホイール１０６のみが使用される場合と比較して、効率及び輝度を向上させることができる。システム１００、２００ではレーザ１０４をオン及びオフにする能力によって、色間の切り替えの速度が制限されるが、短いオン及びオフ時間を有するレーザ１０４を選択することによって、レーザ１０４をオン及びオフにすることが、約１μｓの時間周期で起こり得、これは先行技術のＬａＰｈシステムで経験されるスポーク時間問題を低減及び／または排除し得る。スポーク時間を低減及び／または排除することは、純粋な色に割り当てられる時間の量を増加させ、システム効率及び明るさをさらに増加させ得る。そのような高速スイッチングはまた、高速（より速い）カラーサイクリングレートを可能にし得る。実際のシステムでは、色サイクル速度がＳＬＭの切り替え速度（例えば、サブ画像間で切り替える時間）によって制限され得、したがって、レーザ１０４の切り替え時間は約１μｓであるため、システム１００（またはシステム２００）を使用するプロジェクタの切り替え時間はレーザ１０４の切り替え時間とは無関係であり得る。
【0108】
ここで明らかであるように、本明細書に記載されるデバイスの動作及び機能はコンピュータシステム上でのそれらの実装を必要とするほど十分に複雑であり、実際問題として、人間の精神（ｈｕｍａｎ ｍｉｎｄ）の中で実行することができない。特に、本明細書に記載されるようなコンピューティングデバイスはそのような動作の本質的にデジタル的な性質に加えて、人間の精神的ステップによって得られない速度、正確さ及び複雑さの管理を必要とし、提供するものとして理解される（例えば、人間の精神は、本明細書に記載される他の特徴及び機能の中でも、デジタルプロジェクタまたはレーザと直接インターフェースすることができない）。
【0109】
本明細書では、要素が１つまたは複数の機能を実行する「ように構成される」、またはそのような機能「のために構成される」と説明され得る。一般に、機能を実行するように構成される、または機能を実行するために構成される要素は、機能を実行することが可能である、または機能を実行するのに適している、または機能を実行するように適応されている、または機能を実行するように動作可能である、また、そうでなければ機能を実行することが可能である。
【0110】
本明細書の目的のために、「Ｘ、Ｙ、及びＺのうちの少なくとも１つ」及び「Ｘ、Ｙ、及びＺのうちの１つまたは複数」の文言はＸのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、または２つ以上の項目Ｘ、Ｙ、及びＺの任意の組合せ（例えば、ＸＹＺ、ＸＹ、ＹＺ、ＸＺなど）として解釈され得ることが理解される。同様の論理は、「少なくとも１つ…」及び「１つ以上…」文言の任意の出現における２つ以上の項目に適用することができる。
【0111】
用語「約」、「実質的に」、「本質的に」、「およそ」などは、例えば、当業者によって理解されるように、「に近い」と定義される。いくつかの例では、用語が「１０％以内」、他の例では「５％以内」、さらに別の例では「１％以内」、さらに別の例では「０．５％以内」であると理解される。
【0112】
当業者はいくつかの例では、本明細書で説明するデバイス及び／または方法及び／またはプロセスの機能が事前にプログラムされたハードウェアまたはファームウェア要素（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）など）、または他の関連構成要素を使用して実装され得ることを諒解されよう。他の例では、本明細書で説明されるデバイス及び／または方法及び／またはプロセスの機能がコンピューティング装置の動作のためのコンピュータ可読プログラムコードを記憶するコードメモリ（図示せず）へのアクセスを有するコンピューティング装置を使用して達成され得る。コンピュータ可読プログラムコードは固定され、有形であり、これらの構成要素によって直接可読であるコンピュータ可読記憶媒体（例えば、リムーバブルディスケット、ＣＤ－ＲＯＭ、ＲＯＭ、固定ディスク、ＵＳＢドライブ）に記憶され得る。さらに、コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品として記憶され得ることを諒解されたい。さらに、永続的記憶デバイスは、コンピュータ可読プログラムコードを備えることができる。さらに、コンピュータ可読プログラムコード及び／またはコンピュータ使用可能媒体は、非一時的コンピュータ可読プログラムコード及び／または非一時的コンピュータ使用可能媒体を備えることができることを諒解されたい。代替的に、コンピュータ可読プログラムコードは遠隔に記憶され得るが、伝送媒体を介してネットワーク（インターネットを含むが、これに限定されない）に接続されたモデムまたは他のインターフェースデバイスを介して、これらの構成要素に送信可能であり得る。伝送媒体は非モバイル媒体（例えば、光及び／またはデジタル及び／またはアナログ通信回線）またはモバイル媒体（例えば、マイクロ波、赤外線、自由空間光または他の伝送方式）またはそれらの組合せのいずれかであり得る。
【0113】
当業者は、さらに別の例及び修正が可能であり、上記の例は１つまたは複数の例の例示に過ぎないことを理解し得るであろう。したがって、範囲（Ｓｃｏｐｅ）は、本明細書に添付される請求の範囲によってのみ限定される。
【要約】
二重蛍光体ホイール投影システムが提供される。第１のダイクロイックミラーは青色光を第１の青色レーザから第２のダイクロイックミラーに向け、第２のダイクロイックミラーは青色光を少なくとも１つのインテグレータに向ける。第１のダイクロイックミラーは青色光を第２の青色レーザから第１の蛍光体／蛍光体ホイールに向け、第１の蛍光体／蛍光体ホイールは青色光を、赤色光を含むより長い波長に変換する。第２のダイクロイックミラーは、赤色光をインテグレータに向け、より長い波長の他のものを透過させる。インテグレータは、赤色光を赤色レーザからの赤色光と組み合わせる。第３のダイクロイックミラーは赤色レーザからインテグレータに赤色光を導き、第３の青色レーザからの青色光を第２の蛍光体／蛍光体ホイールに導き、第２の蛍光体／蛍光体ホイールは青色光を、緑色光を含むそれぞれの長い波長に変換する。第３のダイクロイックミラーは、緑色光をインテグレータに透過させる。
【選択図】図６
【選択図】図６
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】