JP2017058656A - 照明システム及び投影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】照明システムは光源アセンブリを含み、光源アセンブリは第一励起光源、第二励起光源、ダイクロイック素子、波長変換素子、第一コリメータ素子及び第二コリメータ素子を含む。第一及び第二励起光源はそれぞれ第一励起光束と第二励起光束を提供する。ダイクロイック素子は第一と第二起光源の間に配置され、第二励起光束がダイクロイック素子を経由して第一励起光源へ伝送される。波長変換素子は第一励起光源とダイクロイック素子との間に配置され、第一と第二励起光束を波長変換光束に変換し、かつ波長変換光束をダイクロイック素子へ伝送する。第一コリメータ素子は波長変換素子とダイクロイック素子の間に配置され、第二コリメータ素子は第二励起光源とダイクロイック素子の間に配置される。この照明システムはエタンデューを変えることなく、波長変換光束の光エネルギーを向上させることができる。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施例において、上記照明システムはさらにレンズアレイを含み、波長変換光束がダイクロイック素子を経由してレンズアレイまで伝送される。
本発明の一実施例において、上記照明システムはさらに、ダイクロイック素子に反射された波長変換光束の伝送経路上に配置されたカラーホイールを含む。
本発明の一実施例において、第一励起光束と第二励起光束が紫外光であり、波長変換光束が白色光である。
本発明の一実施例において、第一励起光束と第二励起光束が青色光であり、波長変換光束が黄色光であり、かつ、照明システムはさらに第一青色光束を提供する青色光源アセンブリを含み、該青色光源アセンブリと第二励起光源がダイクロイック素子の同一側に配置され、第一青色光束がダイクロイック素子を通過して波長変換光束と混合することにより、カラーホイールまで伝送される白色光束になる。
本発明の一実施例において、上記照明システムはさらに、ダイクロイック素子を通過した波長変換光束の伝送経路上に配置されたカラーホイールを含む。
本発明の一実施例において、第一励起光束と第二励起光束が紫外光であり、波長変換光束が白色光である。
本発明の一実施例において、第一励起光束と第二励起光束が青色光であり、波長変換光束が黄色光であり、かつ、照明システムはさらに、ダイクロイック素子へ第二青色光束を提供する青色光源アセンブリを含み、該青色光源アセンブリと第二励起光源がダイクロイック素子の両側に配置され、第二青色光束がダイクロイック素子に反射されて波長変換光束と混合することにより、カラーホイールまで伝送される白色光束になる。
本発明の一実施例において、上記照明システムはさらに、第一ダイクロイック素子と第二ダイクロイック素子との間に配置された少なくとも一つのレンズを含む。
本発明の一実施例において、第一励起光源と第二励起光源は第一ダイクロイック素子の同一側に配置され、かつ第一ダイクロイック素子は第二励起光束を反射するとともに、第一色光束を通過させて光合成素子まで伝送し、第三励起光源と第四励起光源は第二ダイクロイック素子の同一側に配置され、かつ第二ダイクロイック素子は第四励起光束を反射するとともに、第二色光束を通過させて光合成素子まで伝送する。
11、21 インテグレータロッド
11a 入光端
12 カラーホイール
13 青色光源アセンブリ
13a 青色光源
13b、420 コリメータ素子
25、152、162 レンズ
26 光合成素子
100、100a 光源アセンブリ
110、210 第一励起光源
120、220 第二励起光源
121 出光面
130、130a ダイクロイック素子
140 波長変換素子
141 波長変換材料層
142 ダイクロイック層
143 出光面
150、250 第一コリメータ素子
151、161 コリメータレンズ
160、260 第二コリメータ素子
170 ライトバルブ
180 投影レンズ
200、200a 第一光源アセンブリ
230、230a 第一ダイクロイック素子
240 第一波長変換素子
300、300a 第二光源アセンブリ
310 第三励起光源
320 第四励起光源
330、330a 第二ダイクロイック素子
340 第二波長変換素子
350 第三コリメータ素子
360 第四コリメータ素子
400 第三光源アセンブリ
410 光源
500 投影装置
610 導電担体
620 反射層
630 正孔伝送層
640 発光層
641 光線
650 電子伝送層
660 波長変換層
B 青色光束
B1 第一青色光束
B2 第二青色光束
C1 第一励起光束
C2 第二励起光束
C3 第三励起光束
C4 第四励起光束
D 波長変換光束
G 緑色光束
L1 第一色光束
L2 第二色光束
L3 第三色光束
L4 照明光束
M 映像光束
R 赤色光束
Claims (24)
- 照明システムであって、
前記照明システムは光源アセンブリを含み、
前記光源アセンブリは、
第一励起光束を提供する第一励起光源と、
第二励起光束を提供する第二励起光源と、
前記第一励起光源と前記第二励起光源との間に配置されたダイクロイック素子と、
前記第一励起光源と前記ダイクロイック素子との間に配置され、前記第一励起光束と前記第二励起光束を波長変換光束に変換し、かつ前記波長変換光束を前記ダイクロイック素子へ伝送する波長変換素子と、
前記波長変換素子と前記ダイクロイック素子との間に配置された第一コリメータ素子と、
前記第二励起光源と前記ダイクロイック素子との間に配置された第二コリメータ素子とを含み、
前記第一励起光束と前記第二励起光束が同じ色であり、
前記第二励起光束が前記ダイクロイック素子を経由して前記第一励起光源へ伝送されることを特徴とする照明システム。 - 前記第一コリメータ素子と前記第二コリメータ素子の構造が同じであり、かつ前記第二励起光束が前記第二励起光源から前記ダイクロイック素子までの光路の長さは、前記波長変換光束が前記波長変換素子から前記ダイクロイック素子までの光路の長さに等しいことを特徴とする、請求項1に記載の照明システム。
- 前記第二励起光源の出光面の形状及び面積が前記波長変換素子の出光面の形状及び面積と同じであることを特徴とする、請求項2に記載の照明システム。
- 前記照明システムはさらにインテグレータロッドを含み、前記波長変換光束が前記ダイクロイック素子を経由して前記インテグレータロッドまで伝送され、前記インテグレータロッドの入光端の面積と前記波長変換素子の前記出光面の面積との比率が0.9から1.1の間にあることを特徴とする請求項3の照明システム。
- 前記照明システムはさらにレンズアレイを含み、前記波長変換光束が前記ダイクロイック素子を経由して前記レンズアレイまで伝送されることを特徴とする請求項3の照明システム。
- 前記第一励起光源と前記第二励起光源が前記ダイクロイック素子の両側に配置され、かつ前記ダイクロイック素子は前記第二励起光束を通過させるとともに、前記波長変換光束を反射することを特徴とする請求項1に記載の照明システム。
- 前記照明システムはさらに、前記ダイクロイック素子に反射された前記波長変換光束の伝送経路上に配置されたカラーホイールを含むことを特徴とする請求項6に記載の照明システム。
- 前記第一励起光束と前記第二励起光束が紫外光であり、前記波長変換光束が白色光であることを特徴とする請求項7に記載の照明システム。
- 前記第一励起光束と前記第二励起光束が青色光であり、前記波長変換光束が黄色光であり、
かつ、前記照明システムはさらに第一青色光束を提供する青色光源アセンブリを含み、前記青色光源アセンブリと前記第二励起光源が前記ダイクロイック素子の同一側に配置され、前記第一青色光束が前記ダイクロイック素子を通過して前記波長変換光束と混合することにより、前記カラーホイールまで伝送される白色光束になることを特徴とする請求項7に記載の照明システム。 - 前記第一励起光源と前記第二励起光源は前記ダイクロイック素子の同一側に配置され、かつ前記ダイクロイック素子が前記第二励起光束を反射するとともに、前記波長変換光束を通過させることを特徴とする請求項1に記載の照明システム。
- 前記照明システムはさらに、前記ダイクロイック素子を通過した前記波長変換光束の伝送経路上に配置されたカラーホイールを含むことを特徴とする請求項10に記載の照明システム。
- 前記第一励起光束と前記第二励起光束が紫外光であり、前記波長変換光束が白色光であることを特徴とする請求項11に記載の照明システム。
- 前記第一励起光束と前記第二励起光束が青色光であり、前記波長変換光束が黄色光であり、
かつ、前記照明システムはさらに、前記ダイクロイック素子へ第二青色光束を提供する青色光源アセンブリを含み、前記青色光源アセンブリと前記第二励起光源が前記ダイクロイック素子の両側に配置され、前記第二青色光束が前記ダイクロイック素子に反射されて前記波長変換光束と混合することにより、前記カラーホイールまで伝送される白色光束になることを特徴とする請求項11に記載の照明システム。 - 前記第一励起光束、前記第二励起光束と前記波長変換光束の色の組み合わせが、
(1)前記第一励起光束と前記第二励起光束が青色光であり、前記波長変換光束が緑色光である、
(2)前記第一励起光束と前記第二励起光束が青色光であり、前記波長変換光束が赤色光である、
(3)前記第一励起光束と前記第二励起光束が青色光であり、前記波長変換光束が黄色光である、
(4)前記第一励起光束と前記第二励起光束が紫外光であり、前記波長変換光束が白色光である組み合わせの中の一つであることを特徴とする請求項1に記載の照明システム。 - 前記波長変換素子が前記第一励起光源の上を被覆することを特徴とする請求項1に記載の照明システム。
- 前記波長変換素子と前記第一励起光源との間は一定の距離があり、前記距離が前記波長変換素子と前記ダイクロイック素子との距離以下であることを特徴とする請求項1に記載の照明システム。
- 照明システムであって、
前記照明システムは、第一色光束を提供する第一光源アセンブリ、第二色光束を提供する第二光源アセンブリ及び第三色光束を提供する第三光源アセンブリを含み、かつ前記第一色光束、前記第二色光束及び前記第三色光束が混合されて照明光束になり、
前記第一光源アセンブリは、
第一励起光束を提供する第一励起光源と、
第二励起光束を提供する第二励起光源と、
前記第一励起光源と前記第二励起光源との間に配置された第一ダイクロイック素子と、
前記第一励起光源と前記第一ダイクロイック素子との間に配置され、前記第一励起光束と前記第二励起光束を第一波長変換光束に変換し、かつ前記第一波長変換光束を前記第一ダイクロイック素子へ伝送する第一波長変換素子とを含み、
前記第一励起光束と前記第二励起光束が同じ色であり、
前記第二励起光束が前記第一ダイクロイック素子を経由して前記第一励起光源へ伝送され、
前記第一波長変換光束が前記第一色光束であることを特徴とする照明システム。 - 前記第二光源アセンブリは、
第三励起光束を提供する第三励起光源と、
第四励起光束を提供する第四励起光源と、
前記第三励起光源と前記第四励起光源との間に配置された第二ダイクロイック素子と、
前記第三励起光源と前記第二ダイクロイック素子との間に配置され、前記第三励起光束と前記第四励起光束を第二波長変換光束に変換し、かつ前記第二波長変換光束を前記第二ダイクロイック素子へ伝送する第二波長変換素子とを含み、
前記第三励起光束と前記第四励起光束が同じ色であり、
前記第四励起光束が前記第二ダイクロイック素子を経由して前記第三励起光源へ伝送され、
前記第二波長変換光束が前記第二色光束であることを特徴とする請求項17に記載の照明システム。 - 前記第二ダイクロイック素子は前記第一ダイクロイック素子と前記第三光源アセンブリとの間に配置され、
前記第三色光束が前記第二ダイクロイック素子と前記第一ダイクロイック素子を順に通過し、
前記第三励起光源と前記第四励起光源が前記第二ダイクロイック素子の両側に配置され、
前記第二ダイクロイック素子は前記第四励起光束を通過させるとともに、前記第二色光束を前記第一ダイクロイック素子へ反射し、かつ前記第一ダイクロイック素子が前記第二色光束を通過させ、
前記第一励起光源と前記第二励起光源が前記第一ダイクロイック素子の両側に配置され、かつ前記第一ダイクロイック素子が前記第二励起光束を通過させるとともに、前記第一色光束を反射して、前記第一色光束、前記第二色光束及び前記第三色光束が混合されて前記照明光束になることを特徴とする請求項18に記載の照明システム。 - 前記照明システムはさらに、前記第一ダイクロイック素子と前記第二ダイクロイック素子との間に配置された少なくとも一つのレンズを含むことを特徴とする請求項19に記載の照明システム。
- 前記照明システムはさらに、前記第一光源アセンブリと前記第二光源アセンブリと前記第三光源アセンブリとの間に配置された光合成素子を含み、
前記第一光源アセンブリと前記第三光源アセンブリはそれぞれ前記光合成素子の対向する両側に配置され、前記光合成素子が前記第一色光束と前記第三色光束を反射するとともに、前記第二色光束を通過させて、前記第一色光束、前記第二色光束と前記第三色光束が混合されて前記照明光束になることを特徴とする請求項18に記載の照明システム。 - 前記第一励起光源と前記第二励起光源は前記第一ダイクロイック素子の同一側に配置され、かつ前記第一ダイクロイック素子は前記第二励起光束を反射するとともに、前記第一色光束を通過させて前記光合成素子まで伝送し、
前記第三励起光源と前記第四励起光源は前記第二ダイクロイック素子の同一側に配置され、かつ前記第二ダイクロイック素子は前記第四励起光束を反射するとともに、前記第二色光束を通過させて前記光合成素子まで伝送することを特徴とする請求項21に記載の照明システム。 - 前記第一光源アセンブリはさらに、前記第一波長変換素子と前記第一ダイクロイック素子との間に配置された第一コリメータ素子、及び、前記第二励起光源と前記第一ダイクロイック素子との間に配置された第二コリメータ素子を含み、
前記第二光源アセンブリはさらに、前記第二波長変換素子と前記第二ダイクロイック素子との間に配置された第三コリメータ素子、及び、前記第四励起光源と前記第二ダイクロイック素子との間に配置された第四コリメータ素子を含むことを特徴とする請求項18に記載の照明システム。 - 投影装置であって、前記投影装置は光源アセンブリ、光均一化素子、ライトバルブ及び投影レンズを含み、
前記光源アセンブリは、
第一励起光束を提供する第一励起光源と、
第二励起光束を提供する第二励起光源と、
前記第一励起光源と前記第二励起光源との間に配置されたダイクロイック素子と、
前記第一励起光源と前記ダイクロイック素子との間に配置され、前記第一励起光束と前記第二励起光束を波長変換光束に変換し、かつ前記波長変換光束を前記ダイクロイック素子へ伝送する波長変換素子と、
前記波長変換素子と前記ダイクロイック素子との間に配置された第一コリメータ素子と、
前記第二励起光源と前記ダイクロイック素子との間に配置された第二コリメータ素子とを含み、
前記第一励起光束と前記第二励起光束が同じ色であり、
前記第二励起光束が前記ダイクロイック素子を経由して前記第一励起光源へ伝送され、
前記光均一化素子は前記波長変換光束の伝送経路上に配置され、前記ダイクロイック素子を経由して伝送されてきた前記波長変換光束を受け、
前記ライトバルブは前記波長変換光束の伝送経路上に配置され、前記光均一化素子を経由して伝送されてきた前記波長変換光束を受けて、かつ映像光束に変換し、
前記投影レンズは前記映像光束の伝送経路上に配置され、前記映像光束を投影することを特徴とする投影装置。
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