特許 7602658 レーザ光源アセンブリ、照明ユニットおよびレーザ投影装置

(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】

(24)【登録日】2024-12-10

(45)【発行日】2024-12-18

(54)【発明の名称】レーザ光源アセンブリ、照明ユニットおよびレーザ投影装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20241211BHJP

   F21V 9/32 20180101ALI20241211BHJP

   H01S 5/40 20060101ALI20241211BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20241211BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20241211BHJP

   F21Y 113/10 20160101ALN20241211BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 311

F21S2/00 340

F21S2/00 375

F21V9/32

H01S5/40

G03B21/14 A

F21Y115:30

F21Y113:10

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023544084

(86)(22)【出願日】2022-02-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-21

(86)【国際出願番号】 EP2022052734

(87)【国際公開番号】W WO2022167592

(87)【国際公開日】2022-08-11

【審査請求日】2023-09-07

(31)【優先権主張番号】102021102798.5

(32)【優先日】2021-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ａｍｓ－ＯＳＲＡＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ－９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ルーグハイマー ティルマン

【審査官】竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２０／３０１１５６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ９／３２

Ｈ０１Ｓ ５／４０

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

Ｆ２１Ｙ １１３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ投影装置（３３）用のレーザ光源アセンブリであって、
少なくとも１つの第１レーザダイオード（４．１、…、４．ｎ）を含む第１照明群（３）と、少なくとも１つの第２レーザダイオード（６．１、…、６．４）を含む第２照明群（５）とを有するレーザダイオードアレイ（２）を含み、前記第１レーザダイオード（４．１、…、４．ｎ）および前記第２レーザダイオード（６．１、…、６．４）はスペクトルにおいて異なる発光極大を有する、レーザ光源アセンブリにおいて、
前記第１レーザダイオード（４．１、…、４．ｎ）が４４０～４６２ｎｍの波長領域に発光極大を有し、前記第２レーザダイオード（６．１、…、６．４）が４６２～４７２ｎｍの波長領域に発光極大を有し、
前記レーザダイオードアレイ（２）は、前記第１レーザダイオード（４．１、…、４．ｎ）および前記第２レーザダイオード（６．１、…、６．４）のビーム経路（８．１、８．２）がハウジング（７）内で空間的に分離して延びるように前記ハウジング（７）内に収容されている、レーザ光源アセンブリ。

【請求項2】

前記第１レーザダイオード（４．１、…、４．ｎ）が、４５０～４６０ｎｍの波長領域に発光極大を有する、請求項１に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項3】

前記第２レーザダイオード（６．１、…、６．４）が、４６４～４７０ｎｍの波長領域に発光極大を有する、請求項１または２に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項4】

前記レーザダイオードアレイ（２）が、６１０～６３５ｎｍの波長領域に発光極大を有する少なくとも１つの第３レーザダイオード（１６．１、…、１６．８）を備える第３照明群を含む、請求項１～３の何れか一項に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項5】

前記レーザダイオード（４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８）が、前記レーザダイオードアレイ（２）のキャリア（９）上に、異なる照明群（３、５、１５）のレーザダイオード（４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８）間の横方向間隔（Ｄ）が少なくとも２ｍｍとなるように配置されている、請求項１～４の何れか一項に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項6】

それぞれ１つの照明群（３、５、１５）内においてレーザダイオード（４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８）間の前記横方向間隔（Ｄ）が、異なる照明群（３、５、１５）のレーザダイオード（４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８）間の前記横方向間隔（Ｄ）より小さい、請求項５に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項7】

前記レーザダイオードアレイ（２）に、異なる照明群（３、５、１５）のレーザダイオード（４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８）の前記ビーム経路（８．１、８．２、８．３）をコリメートおよび／または分離するビームガイド装置（１０）が割り当てられている、請求項１～６の何れか一項に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項8】

前記ビームガイド装置（１０）の部品の少なくとも一部が前記ハウジング（７）内に配置されている、および／または前記ハウジング（７）と１つの構造群へ一体化されている、請求項７に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項9】

前記レーザダイオードアレイ（２）の全レーザダイオード（４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８）に、冷却のための共通の熱経路（２０）が割り当てられている、請求項１～８の何れか一項に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項10】

前記レーザダイオード（４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８）を電気的に動作するための電極アセンブリ（２１）が前記ハウジング（７）から延出しており、前記電極アセンブリ（２１）は、異なる照明群（３、５、１５）のレーザダイオード（４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８）が互いに独立して動作可能なように形成されている、請求項１～９の何れか一項に記載のレーザ光源アセンブリ。

【請求項11】

請求項１～１０の何れか一項に記載のレーザ光源アセンブリ（１）、
波長変換素子（２９）、および、
オーバレイ光学系（３２）を含む照明ユニットであって、
前記照明ユニット（２８）は、前記波長変換素子（２９）が前記レーザ光源アセンブリ（１）内の第１照明群（３）の発光によって蛍光ビームを放出するために励起され、前記オーバレイ光学系（３２）が前記レーザ光源アセンブリ（１）の第２照明群（５）の発光と前記蛍光ビームとを１つの照明ビーム経路（３７）内へまとめるように設計されている、照明ユニット。

【請求項12】

撮像システムと、前記撮像システム（３４）を照明するための請求項１１に記載の照明ユニット（２８）とを有するレーザ投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、その公開内容を参照によって本願明細書に組み込んだものとする、２０２１年２月５日の特許文献１の優先権を請求している。

【0002】

本発明は、レーザ光源アセンブリ、これを含む照明ユニットおよびこの照明ユニットを備えたレーザ投影装置に関する。

【背景技術】

【0003】

投影装置、例えばマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）または液晶プレート内で撮像システムを照明する半導体光源の使用は公知である。放電ランプを備えた大規模構造の照明モジュールに比べて、半導体光源は照明用のコンパクトな構造群を可能にする。ＬＥＤ（ＬＥＤ＝発光ダイオード）以外に半導体光源としてレーザダイオードアレイが使用され、レーザダイオードアレイは、改善された有効寿命、良好なエネルギー効率および高いスペクトル安定性を特徴としていて、このことから、色飽和が改善された強発光レーザ投影装置が実現可能である。

【0004】

特に映画館、高価値の家庭用映写機およびスマートフォン用小型化プロジェクタの専門的なレーザ投影装置において可視スペクトルを広範にカバーするために、青色、緑色または赤色発光の光源ユニットが別々に設けられ、光源ユニットは通常空間的に分離して配置されてあり、光源ユニットの発光がビーム結合光学系を用いてまとめられる。これに関しては、例えば特許文献２を参照されたい。

【0005】

特許文献３は、それぞれ青色、緑色および赤色用のレーザダイオードアレイをまとめる少なくとも２つの照明モジュールを備えた小型の光源構造ユニットを記載している。個々の照明モジュールは互いに直交しているので、ビームオーバレイおよびスペクトル混合は、角位置に配置された、前方および後方へ放射する光学マルチプレクサを用いて行われ、この光学マルチプレクサは、局所的に異なるダイクロイックミラー面を有する。

【0006】

可視スペクトルの青色、緑色および赤色部分で発光するレーザダイオードは、到達可能な発光効率に関する現在の開発状態に応じて区別され、可視スペクトルの緑色－黄色部分に発光極大を有するＩｎＧａＮ半導体ベースのレーザダイオードは、青色発光のものより低い電流密度に適合する。さらに赤色光用レーザダイオードには、それより短い波長のレーザダイオードに比べてより高い熱安定性が要求される。このことから、単色光源を備えたレーザプロジェクタ用光生成装置は、大部分がより経済的である。レーザプロジェクタ用光生成装置は、通常高出力の青色発光レーザダイオードを用い、このダイオードは、青チャネルを供給し、さらに、緑色および赤色領域の電磁放射線を供給する波長変換素子を励起するために使用される。この種のレーザ投影装置には、例えばリン系の、スペクトルが異なる蛍光物質を励起する青色レーザダイオードが用いられる。分光色を連続生成するために、波長変換素子として蛍光被膜した回転部材を使用できる。そのような色環は、例えば特許文献４により開示されている。

【0007】

波長変換素子を励起するためには、通常、その発光極大が４４０～４６２ｎｍの波長領域にあるレーザダイオードが使用される。この目的のための公知のレーザダイオードアレイは、この極大の＋／－６ｎｍの狭いスペクトル分布を有する４５５ｎｍの発光を供給する。この波長帯は、特にリン物質またはＣｅｒドーピングのイットリウム－アルミニウム－ガーネットによる蛍光発生に適することが判明した。青色励起光がさらに青色を表すために用いられると、波長変換素子への適合が、スクリーンに投影可能なカラーパレット（色域）を制限することにつながる。したがって標準規格Ｒｅｃ．２０２０は、波長４６７．１ｎｍで１００％飽和の青色の描写性を要求している。この、前述の蛍光励起に適合された波長帯では達成不可能な「純青色」を、色空間ｓＲＧＢ、Ｒｅｃ．７０９および４６７．７ｎｍでのＤＣＩ－Ｐ３が定義している。

【0008】

特許文献５は、異なるスペクトル領域に割り当てられている２つの固定式の、空間的に分離した波長変換素子を備えたレーザ投影装置用の照明アセンブリを記載している。このことから、別のビーム経路に重ねられる緑色と赤色の同時のビーム発光が可能となる。両波長変換素子を励起するために、発光電磁放射線の偏光方向および／またはスペクトル帯に関して区別される２つのレーザダイオード型が交互に配置されたレーザダイオードアレイが用いられる。ビーム経路内のレーザダイオードアレイと波長変換素子との間に配置されたビームスプリッタ光学系は、発光特徴のこの違いを利用し、そのことから第１レーザダイオード型からのビームは第１波長変換素子へのみ送られ、第２レーザダイオード型からのビームは第２波長変換素子へのみ送られる。照明の青色部分に関しては、特許文献５が好ましい形態を提案していて、これは、ビーム経路内の波長変換素子の後方にコリメートレンズ系を用いて結合された第３の単独光源を使用するものである。ビームガイドに必要な光学系によって、複合且つ大規模構造の照明アセンブリが生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】独国特許出願第１０２０２１１０２７９８．５号

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３０１２６５Ａ１号

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３０１１５６Ａ１号

【文献】独国特許出願公開第１０２０１０００３２３４Ａ１号

【文献】独国特許出願公告第１１２０１３００４４０５Ｂ４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、コンパクトで容易に操作できるレーザ投影装置の照明ユニット用レーザ光源アセンブリを提供することである。さらに、波長変換素子とレーザ光源アセンブリとを備えた照明ユニットが挙げられ、照明ユニットは、高い色空間のカバーを特徴とし、小さい構造空間で済む。好ましい一態様では可能な限り大きい色域が、標準規格Ｒｅｃ．２０２０にしたがって、特に長波長（青色）領域の可能な限り完全な色空間のカバーによって与えられる。さらに、高い画像品質と広い色空間とを有する、場所をとらない照明ユニットを備えたレーザ投影装置を提供するという目的に関する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この目的は、請求項１の特徴によって実現される。レーザ光源アセンブリの有利な態様は従属請求項の対象であり、請求項１０および請求項１１は、レーザ光源アセンブリを含む照明ユニットおよびレーザ投影装置に関する。

【0012】

本発明のレーザ光源アセンブリは、少なくとも１つの第１レーザダイオードを含む第１照明群と、少なくとも１つの第２レーザダイオードを含む第２照明群とを有するレーザダイオードアレイを含む。このとき第１レーザダイオードおよび第２レーザダイオードはスペクトルにおいて異なる発光極大を提供し、第１レーザダイオードは４４０～４６２ｎｍの波長領域の発光極大を、第２レーザダイオードは４６２～４７２ｎｍの波長領域の発光極大を提供する。さらにレーザダイオードアレイは、第１レーザダイオードおよび第２レーザダイオードのビーム経路がハウジング内で空間的に分離して延びるようにハウジング内に収容されている。

【0013】

したがって、本発明のレーザ光源アセンブリは、構造ユニットとして操作可能なモジュールを形成し、このモジュールは、第１照明群によって蛍光励起のための４４０～４６２ｎｍの青色波長帯の発光極大を含むビームを提供し、その波長が同じくスペクトルの青色部分にある（発光極大が４６２～４７２ｎｍの波長領域にある）第２照明群によって、標準規格Ｒｅｃ．２０２０、ｓＲＧＢ、Ｒｅｃ．７０９またはＤＣＩ－Ｐ３のうちの１つにしたがう１００％飽和純青色への要求を満たす単独の青チャネルを形成する。それ故、本発明のレーザ光源アセンブリは、コンパクトな寸法のモジュールの形状の部材を用いてカラーパレットを拡大できるようにする。

【0014】

有利な態様では、第１照明群が４５０～４６０ｎｍの波長領域の発光極大を提供する。さらに、第２照明群では４６４～４７０ｎｍの波長領域、特に好ましくは４６６～４６８ｎｍの波長領域の発光極大を使用することが好ましい。

【0015】

可視スペクトルの緑色および赤色領域の照明は、第１照明群による波長変換素子の励起によって生じさせることができる。このことは、レーザ光源アセンブリを含む、レーザ投影装置の照明ユニットに関する本発明の発展形態に関連付けたさらなる説明で詳しく表す。

【0016】

本発明のレーザ光源アセンブリの有利な一態様では、直接照明に結び付く別のカラーチャネルが用いられ得る。第３照明群を、共通のハウジングによりまとめられたレーザダイオードアレイ内へ収容することが好ましい。このとき第３照明群は、６１０～６３５ｎｍの赤色波長領域、好ましくは６２７～６３３ｎｍの波長領域の発光極大を放射する少なくとも１つの第３レーザダイオードを有する。

【0017】

構造空間の低減要求以外に、本発明のレーザ光源アセンブリは、モジュールとしての簡素化された操作性を特徴とする。この目的のためにレーザダイオードアレイのレーザダイオードは、異なる照明群のレーザダイオードのビーム経路が少なくともハウジングから出るまでは空間的に分離して延びるようにハウジング内に配置される。そのことから分離したカラーチャネルが、単純な光学系、特に段形ミラーおよびマイクロレンズなどの反射部品によって、蛍光励起のために設けられた第１照明群の発光から分離できる。したがって、ダイクロイック光学系の使用を省略できる。レーザダイオードをその発光特性にしたがって、則ちその照明群の１つへの帰属に応じて空間的に配置することが好ましい。レーザダイオードが、ハウジングの一部を形成するキャリア上に、異なる照明群のレーザダイオード間の横方向間隔が少なくとも２ｍｍ、好ましくは少なくとも４ｍｍとなるように配列されていることが有利である。このとき、横方向間隔は、２つのレーザダイオードの活性区域の重心間の距離と定義される。それぞれの照明群内にレーザダイオードが密に詰められていて、好ましくは、照明群の１つに属するレーザダイオードの濃度となる配列が生じる。そのことから生じるレーザダイオード領域は、レーザダイオード領域のレーザダイオードが別の１つの照明群に割り当てられている限り、隣接領域に対して要求される横方向間隔を有する。レーザ光源アセンブリの構造の大きさを拡大し過ぎないために、横方向間隔の好ましい上限として１０ｍｍ、特に好ましくは８ｍｍが定められる。

【0018】

本発明のレーザ光源アセンブリのさらなる有利な一態様では、レーザダイオードアレイに、異なる照明群のレーザダイオードのビーム経路をコリメートおよび／または分離するビームガイド装置が割り当てられている。好ましくは、ビームガイド装置の部品の少なくとも一部がハウジング内に配置されている、および／またはハウジングと１つの構造群へ一体化されている。ビームガイド装置は異なる照明群の発光を分離するために用いられ、そのことから、分離したカラーチャネルおよび空間的に望ましくないビーム拡張した励起光がレーザ光源アセンブリのハウジングから出て、好ましくは異なる空間方向に放射され得る。

【0019】

照明群のそれぞれが複数の単色レーザダイオードを含むことが有利であり、単色レーザダイオードの発散ビームは、その時々の照明群に付属していないレーザダイオードのビーム経路と交差しないことが保証される限りにおいて、ハウジング内部で交差してもよい。ビームガイドのために、マイクロレンズアレイおよび個々のレーザダイオードに割り当てられた反射光学系が好ましく使用される。

【0020】

レーザ光源アセンブリのさらなる有利な一態様では、レーザダイオードアレイの全レーザダイオードに冷却のための共通の熱経路がある。共通の熱経路は、レーザダイオードのキャリアと一体型に仕上げることができる。この一体型の形態は、特に、一定温度に対するより高い要求が生じるので、長波発光レーザダイオードを備えた第３照明群がモジュールとして形成されたレーザ光源アセンブリ内へ収容される場合に有利である。さらに共通の熱経路が、レーザダイオードを一貫したプロセスによってレーザダイオードアレイのためのキャリア上に実装することを可能にする。

【0021】

さらに、レーザ光源アセンブリは、好ましくは外部動作のために設計されている。そのためにレーザダイオードを接触させる電極アセンブリが設けられ、電極アセンブリはハウジングから延出している。このとき電極アセンブリは、異なる照明群のレーザダイオードが互いに独立して動作可能であるように形成されている。考えられ得る態様では、１つの照明群内にさらなる下位群が、例えば共に動作可能なレーザダイオードの行状または列状のアセンブリで形成される。外部の電気的動作によって、電流強度および出力電力が、異なる照明群のレーザダイオードに対して別々に調整できるようになる。

【0022】

本発明の一発展形態では、照明ユニットが前述のレーザ光源アセンブリを含む。さらに、波長変換素子およびオーバレイ光学系がある。照明ユニットは本発明にしたがって、波長変換素子がレーザ光源アセンブリの第１照明群の発光によって蛍光ビームを放出するために励起され、オーバレイ光学系がレーザ光源アセンブリの第２照明群の発光と蛍光ビームとを１つの照明ビーム経路内へまとめるように設計されている。レーザ光源アセンブリのモジュールとしての形態と、蛍光励起のためのビームと分離したカラーチャネルのためのそれぞれのビームの空間的分離とによって、照明ユニットに割り当てられたビームガイドのための光学系を簡素化して小さな構造に設計できる。さらに、構造群として存在するレーザ光源アセンブリの交換が容易になる。

【0023】

本発明の一発展形態によると、撮像システムと本発明による照明ユニットを備えたレーザ投影装置が提案される。レーザ投影装置は、コンパクトな構造以外に、投影面を拡大した色空間で覆う撮像システムの照明を特徴としている。それにより達成される高い色飽和以外に、さらなる長所として、顧客側で実行可能な白色点補正のために達成可能な精度の向上が生じる。さらに、モジュールとして設計されたレーザ光源アセンブリによって、レーザ投影装置の動作時の熱効果の補正が容易になる。

【0024】

以下に、本発明の例による態様変態を図面に関連付けて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明によるレーザ光源アセンブリの第１態様の平面図である。

【図2】図１の本発明によるレーザ光源アセンブリの断面図である。

【図3】本発明によるレーザ光源アセンブリの第２態様の平面図である。

【図4】図３の本発明によるレーザ光源アセンブリの断面図である。

【図5】本発明によるレーザ光源アセンブリの第２態様の電気接触である。

【図6】本発明によるレーザ光源アセンブリの第１態様を含む照明系を備えたレーザ投影装置である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１は、本発明によるレーザ光源アセンブリ１を略図で示す。これは、ハウジング７により囲まれるレーザダイオードアレイ２を含み、そのことから構造ユニットとして操作可能なモジュールが生じる。

【0027】

レーザダイオードアレイ２は、異なるスペクトルレーザ光を放出する第１照明群３と第２照明群５に分けられる。このとき第１照明群３は、４４０～４６２ｎｍの波長領域、好ましくは４５０～４６０ｎｍの区間にそれらの発光極大がある第１レーザダイオード４．１、…、４．ｎを有する。この青色発光は蛍光励起に同調し、色空間－標準規格Ｒｅｃ．２０２０、ｓＲＧＢ、Ｒｅｃ．７０９またはＤＣＩ－Ｐ３による純青色のための確定に正確には該当しない。したがって第２照明群５が青チャネルの装入のために設けられ、第２照明群５に割り当てられた第２レーザダイオード６．１、…、６．４は、４６２～４７２ｎｍ、好ましくは４６４～４７０ｎｍ、特に好ましくは４６６～４６８ｎｍの波長領域に発光極大を有するので、１００％の色飽和の「純青色」を放射できる。そのことから、特に色水準－標準規格Ｒｅｃ．２０２０による全青色領域をカバーできる。

【0028】

本発明にしたがって第１および第２レーザダイオード４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４は、異なる照明群３；５のレーザダイオード４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４から出るビーム経路８．１、８．２がハウジング７内で空間的に分離して延びるようにレーザダイオードアレイ２内に限定的に配置されている。ハウジング７の一部を形成するキャリア９上に、レーザダイオード４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４が、同じ照明群３；５には属さないレーザダイオード４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４が第１レーザダイオード４．１、…、４．ｎと第２レーザダイオード６．１、…、６．４のビーム発散に適合している横方向間隔Ｄを有するように実装されることが有利である。通常の構造の大きさでは、少なくとも２ｍｍ、好ましくは少なくとも４ｍｍの横方向間隔Ｄが、第１照明群３および第２照明群５の光路をハウジング７内で分離しておくのに有利であると判明した。横方向間隔Ｄの上限としては、１０ｍｍ、とりわけ８ｍｍが好ましい。

【0029】

第１レーザダイオード４．１、…、４．ｎと第２レーザダイオード６．１、…、６．４のビーム経路８．１、８．２を空間的に分離するためのさらなる好ましい措置として、図２はハウジング７内のビームガイド装置１０を示す。ビームガイド装置１０は、ミラー１１と、第２レーザダイオード６．１から出るビーム経路８．１を偏向およびコリメートするマイクロレンズ１２とを含む。それに応じて、段状ミラー１３およびマイクロレンズ１４．１、…、１４．７は、第１レーザダイオード４．１、…、４．７から出るビームのみを検出し、これを束ねてハウジング７の対向側に放出する。

【0030】

図３は、本発明によるレーザ光源アセンブリ１の第２態様を示し、第１態様と一致する部品には同様の参照符号が使用されている。追加の第３照明群１５がハウジング７内に表されている。このとき、レーザダイオードアレイ２の第３照明群１５は少なくとも１つの第３レーザダイオード１６．１、…、１６．８を有し、第３レーザダイオード１６．１、…、１６．８は、６１０～６３５ｎｍの波長領域、好ましくは６２７～６３３ｎｍの波長領域の発光極大を放出し、これは赤チャネルの照明に用いられる。したがって照明可能な色スペクトルをさらに拡大できる。

【0031】

図４に示した、第２態様の側面図は、第１レーザダイオード４．１、…、４．ｎ、第２レーザダイオード６．１、…、６．４および第３レーザダイオード１６．１、…、１６．８のアセンブリが、異なる照明群３；５；１５のレーザダイオード４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８のビーム経路８．１、８．２、８．３がハウジング７内で空間的に分離して延びるように選択されていることを表す。これに関して、前述の横方向間隔Ｄが遵守される。さらにビームガイド装置１０がハウジング７内にあり、マイクロレンズ１８．１、…、１８．７は第１レーザダイオード４．１、…、４．ｎに、ミラー１１およびマイクロレンズ１２は第２レーザダイオード６．１に、ならびにミラー１７．１、１７．２およびマイクロレンズ１８．１、１８．２は第３レーザダイオード１６．１、１６．５に、異なる照明群３；５；１５がレーザ光源アセンブリ１のハウジング７の異なる側へ光を放出するように割り当てられる。

【0032】

さらに、レーザダイオードアレイ２の全レーザダイオード４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８に対して共通の熱経路２０が設けられる。キャリア９内へ統合されるかまたはこれを形成する１つの冷却部材を使用することによって、レーザダイオード４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８を一貫したプロセス工程で容易に仕上げることができる。さらに駆動時の熱安定性が改善される。

【0033】

図５は、第２態様の好ましい形態のための電気接触を示す。ハウジング７から延出している電極アセンブリ２１が見て取れる。これは、異なる照明群３；５；１５の外部の独立した動作と、それによる、レーザダイオード４．１、…、４．ｎ；６．１、…、６．４；１６．１、…、１６．８に関する電流強度と出力電力の群毎の調整を可能にする。第１照明群３用の第１陽極２２および第１陰極２３、第２照明群５用の第２陽極２４および第２陰極２５、ならびに第３照明群１５用の第３陽極２６および第３陰極２７が個々に表されている。

【0034】

図６は本発明の照明ユニット２８を示し、照明ユニット２８は、前述の、交換可能なモジュールを形成するレーザ光源アセンブリ１、波長変換素子２９およびオーバレイ光学系３２を有する。波長変換素子２９は、第１蛍光材料３０と第２蛍光材料３１とを励起するために用いられるレーザ光源アセンブリ１の第１照明群３からビームを受け入れ、波長変換素子２９は、再び可視スペクトルの緑色および赤色部分のビームを放出する。この蛍光ビームは、オーバレイ光学系３２を青チャネル３５と結び付け、青チャネル３５は、レーザ光源アセンブリ１の第２照明群５により直接供給される。示した変態では、蛍光材料３０、３１が空間的に互いに分離している。

【0035】

変容した一変態では、第１蛍光材料３０と第２蛍光材料３１のような蛍光材料の空間的分離はなく、変換素子２９上に設けられている（図示していない）。別の変容した一変態では、単一の広帯域発光蛍光材料が使用される。広帯域発光蛍光材料は特別に３ＬＣＤシステムのために設けられ、３ＬＣＤシステムでは１つではなく３つの（原色毎に分かれた）撮像機が設けられ、連続照明白色光源により放射される。このとき原色のビーム経路は、波長選択光学系、例えばダイクロイックミラーによって分離できる（図示していない）。

【0036】

照明ユニット２８は、構造群としてレーザ投影装置３３内に収容されており、撮像システム３４の照明に用いられる。ここでは、レーザ投影装置３３が特に拡張されたカラーパレットとコンパクトな実装し易い構造とを特徴とする。レーザ光源アセンブリ１がモジュールとして形成されることから、単独の青チャネルは追加部品を形成しないので、光源の交換および白色光補正が容易になる。

【符号の説明】

【0037】

１ レーザ光源アセンブリ
２ レーザダイオードアレイ
３ 第１照明群
４．１、４．２、…、４．ｎ 第１レーザダイオード
５ 第２照明群
６．１、６．２、６．３、６．４ 第２レーザダイオード
７ ハウジング
８．１、８．２、８．３ ビーム経路
９ キャリア
１０ ビームガイド装置
１１ ミラー
１２ マイクロレンズ
１３ 段状ミラー
１４．１、１４．２…、１４．７ マイクロレンズ
１５ 第３照明群
１６．１、１６．２…、１６．８ 第３レーザダイオード
１７．１、１７．２ ミラー
１８．１、１８．２ マイクロレンズ
１９．１、…、１９．７ マイクロレンズ
２０ 熱経路
２１ 電極アセンブリ
２２ 第１陽極
２３ 第１陰極
２４ 第２陽極
２５ 第２陰極
２６ 第３陽極
２７ 第３陰極
２８ 照明ユニット
２９ 波長変換素子
３０ 第１蛍光材料
３１ 第２蛍光材料
３２ オーバレイ光学系
３３ レーザ投影装置
３４ 撮像システム
３５ 青チャネル
３６ 制御装置
３７ 照明ビーム経路
Ｄ 横方向間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】