JP4769620B2 - Light source module - Google Patents

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Description

本発明は光源モジュールに関し、特に、少なくとも3原色LED(Light−Emitting Diode)とX型ダイクロイックプリズムとを有する光源モジュールに適用し得る。   The present invention relates to a light source module, and is particularly applicable to a light source module having at least three primary color LEDs (Light-Emitting Diodes) and an X-type dichroic prism.

近年、大画面液晶表示装置やプロジェクタの発展に伴って、より色純度の高い画像を実現するために、3原色のLEDからの発光光を加法混色して白色光を得る光源モジュールが提案されている。ここで、色度座標上の独立した3色を用いることによって、これら3色で形成される色三角形の範囲内にある任意の色を表現することができ、3原色とは、このような色度座標上の独立した3色をいう。一般的には、赤、緑、青(青紫)が光の3原色として用いられることが多く、最近では、色再現範囲を拡げるため、これらの3色に黄色を混色した4原色を用いることもある。   In recent years, with the development of large-screen liquid crystal display devices and projectors, a light source module that obtains white light by additively mixing emitted light from three primary color LEDs has been proposed in order to realize an image with higher color purity. Yes. Here, by using three independent colors on the chromaticity coordinates, any color within the range of the color triangle formed by these three colors can be expressed, and the three primary colors are such colors. Three independent colors on the degree coordinate. In general, red, green, and blue (blue-violet) are often used as the three primary colors of light. Recently, in order to expand the color reproduction range, four primary colors obtained by mixing these three colors with yellow may be used. is there.

3原色LEDからの発光光から白色光を得る光源モジュール(LEDモジュール)としては、各3原色LEDからの光をレンズで平行光に変換した後、ダイクロイックミラーの反射面がX字型に交差した三角プリズムで3原色を合波混色して出射するものが提案されている(特許文献1参照)。   As a light source module (LED module) that obtains white light from light emitted from three primary color LEDs, the light from each of the three primary color LEDs is converted into parallel light by a lens, and then the reflection surface of the dichroic mirror intersects in an X shape. A triangular prism that combines and emits three primary colors has been proposed (see Patent Document 1).

一方、ダイクロイックミラーとしては、高屈折率誘電体薄膜と低屈折率誘電体薄膜とを所定の膜厚で交互に積層した誘電体多層膜ミラーや、波長の1/10程度の周期を持った周期格子(凸部)を所定のピッチで形成することによるサブ波長格子ミラーが知られている。
特開2005−183005号公報
On the other hand, as a dichroic mirror, a dielectric multilayer film mirror in which high-refractive-index dielectric thin films and low-refractive-index dielectric thin films are alternately laminated at a predetermined film thickness, or a period having a period of about 1/10 of the wavelength. A sub-wavelength grating mirror by forming a grating (convex portion) at a predetermined pitch is known.
JP 2005-183005 A

従来のX型ダイクロイックプリズムは、三角プリズムに加工されたガラスやプラスチック直角面上に誘電体多層膜ミラーを形成して、誘電体多層膜ミラー面を光学接着剤で接合して形成するのが通常である。誘電体多層膜は、基板上に真空蒸着法やスパッタ法によって多くの膜を積層して成膜するため、成膜時間(工数)が長くなり、高価なものとなり、それを用いるX型ダイクロイックプリズムも、製造工数が長く高価になるという課題を有する。   Conventional X-type dichroic prisms are usually formed by forming a dielectric multilayer mirror on a glass or plastic right-angle plane processed into a triangular prism, and bonding the dielectric multilayer mirror surface with an optical adhesive. It is. Dielectric multilayer films are formed by laminating many films on a substrate by vacuum evaporation or sputtering, so that the film formation time (man-hours) becomes long and expensive, and an X-type dichroic prism using the same However, the manufacturing man-hour is long and expensive.

一方、サブ波長格子は、損傷し易い微細な凸部を多数有するため、複数の三角プリズムの接触面に設けられるダイクロイックミラーに用いられることはなかった。   On the other hand, since the sub-wavelength grating has many fine convex portions that are easily damaged, it has not been used for a dichroic mirror provided on a contact surface of a plurality of triangular prisms.

本発明は、少なくとも3原色LEDと、上記各LEDからの光を加法混色する、ダイクロイックミラーを含む光学装置とを有する光源モジュールにおいて、上記ダイクロイックミラーとして機能する面部分が、所定の間隙を有する平行平面で規定される気密空間と、この気密空間の少なくとも一方の平面に設けられたサブ波長格子とを有することを特徴とする。   The present invention provides a light source module having at least three primary color LEDs and an optical device including a dichroic mirror that additively mixes light from the LEDs, and a surface portion functioning as the dichroic mirror has a parallel gap having a predetermined gap. It has an airtight space defined by a plane, and a subwavelength grating provided on at least one plane of the airtight space.

ここで、上記光学装置が、X型ダイクロイックプリズムであって、上記3原色LEDが、赤色LED、緑色LED及び青色LEDである場合には、上記X型ダイクロイックプリズムのX面における光反射面が位置する部分には、所定の間隙が環境から気密に形成されており、上記赤色LEDからの赤色光を反射し、それ以外の光を透過する第1面は異なるプリズム面を含む同一面上に形成され、上記青色LEDからの青色光を反射し、それ以外の光を透過する第2面も異なるプリズム面を含み上記第1面と直交する同一面上に形成され、上記第1面には上記赤色光を選択的に反射するサブ波長格子が形成されており、上記第2面には上記青色光を選択的に反射するサブ波長格子が形成されており、上記3原色LEDから出射されるようにすることが好ましい。   Here, when the optical device is an X-type dichroic prism, and the three primary color LEDs are a red LED, a green LED, and a blue LED, the light reflecting surface on the X surface of the X-type dichroic prism is positioned. A predetermined gap is formed airtight from the environment in the portion where the red light is reflected from the red LED, and the first surface that transmits the other light is formed on the same surface including different prism surfaces. The second surface that reflects the blue light from the blue LED and transmits the other light is also formed on the same surface that includes a different prism surface and is orthogonal to the first surface. A sub-wavelength grating that selectively reflects red light is formed, and a sub-wavelength grating that selectively reflects blue light is formed on the second surface, so that it is emitted from the three primary color LEDs. Make Door is preferable.

本発明によれば、製造工数を抑えて安価な光源モジュールを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an inexpensive light source module with reduced manufacturing steps.

(A)第1の実施形態
以下、本発明による光源モジュールの第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a light source module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、第1の実施形態に係る光源モジュールの概略構造を示す図面であり、X型ダイクロイックプリズムの部分については断面で示している。光源モジュールには、上下左右という概念がないものであるが、以下では、説明の便宜上、図1に示した状態に基づいて、上下左右を表現する。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure of a light source module according to the first embodiment, and shows a section of an X-type dichroic prism. Although the light source module does not have the concept of up, down, left, and right, below, for convenience of explanation, up, down, left, and right are expressed based on the state shown in FIG.

図1において、第1の実施形態の光源モジュール1は、3原色LEDである赤色LED2R、緑色LED2G及び青色LED2Bと、X型ダイクロイックプリズムを有する。X型ダイクロイックプリズムは、ベースプリズム3、第1サイドプリズム4、第2サイドプリズム5及びアッパープリズム6を備える。   In FIG. 1, a light source module 1 according to the first embodiment includes a red LED 2R, a green LED 2G, and a blue LED 2B, which are three primary color LEDs, and an X-type dichroic prism. The X-type dichroic prism includes a base prism 3, a first side prism 4, a second side prism 5, and an upper prism 6.

ベースプリズム3は、上方に直角が位置する概ね直角二等辺三角形の角柱状のものであり、その底辺部から、左右に張り出した部分を有する。   The base prism 3 is a prism having a substantially right isosceles triangle shape with a right angle located upward, and has a portion protruding from the bottom side to the left and right.

ベースプリズム3の底辺部の中央には、プリント配線基板7の端部に搭載された緑色LED2Gが接合されている。プリント配線基板7としては、フィルム状プリント配線基板FPC(Flexible Printed Circuit)を用いることが多い。緑色LED2Gからの射出光の方向は、直角二等辺三角形の角柱状の直角頂部に向かう方向である。   A green LED 2G mounted on the end of the printed wiring board 7 is joined to the center of the bottom side of the base prism 3. As the printed wiring board 7, a film-like printed wiring board FPC (Flexible Printed Circuit) is often used. The direction of the light emitted from the green LED 2G is a direction toward the right apex of the prismatic shape of a right isosceles triangle.

第1サイドプリズム4は、右方に直角が位置する概ね直角二等辺三角形の角柱状のものであり、ベースプリズム3の左側の張り出し部分と、その上面で接合するための左方に延びる張り出し部分を有している。ベースプリズム3の左側の張り出し部分と、第1サイドプリズム4の張り出し部分とが光学接着剤によって接合され、接合部10を構成する。   The first side prism 4 has a prism shape of a substantially right isosceles triangle with a right angle positioned to the right, and a protruding portion on the left side of the base prism 3 and a protruding portion extending to the left for joining on the upper surface thereof. have. The protruding portion on the left side of the base prism 3 and the protruding portion of the first side prism 4 are bonded by an optical adhesive to constitute a bonded portion 10.

第1サイドプリズム4の張り出し部分は段状になっており、その上面には、赤色LED2Rが搭載されたプリント配線基板7の端部が、載置、接合されている。赤色LED2Rは、第1サイドプリズム4の底辺部の中央に位置するようになされており、赤色LED2Rからの射出光の方向は、第1サイドプリズム4における直角二等辺三角形の角柱状の直角頂部に向かう方向である。   The projecting portion of the first side prism 4 has a stepped shape, and an end portion of the printed wiring board 7 on which the red LED 2R is mounted is placed and bonded on the upper surface. The red LED 2R is located at the center of the bottom side of the first side prism 4, and the direction of the light emitted from the red LED 2R is at the right-angled apex of the right isosceles triangular prism in the first side prism 4. It is the direction to go.

第2サイドプリズム5は、左方に直角が位置する概ね直角二等辺三角形の角柱状のものであり、ベースプリズム3の右側の張り出し部分と、その上面で接合するための右方に延びる張り出し部分を有している。ベースプリズム3の右側の張り出し部分と、第1サイドプリズム4の張り出し部分とが光学接着剤によって接合され、接合部11を構成する。   The second side prism 5 is a prism having a substantially right isosceles triangular shape with a right angle located on the left side, and a protruding portion on the right side of the base prism 3 and a protruding portion extending to the right for joining on the upper surface thereof. have. The protruding portion on the right side of the base prism 3 and the protruding portion of the first side prism 4 are bonded together by an optical adhesive to form a bonded portion 11.

第2サイドプリズム5の張り出し部分は段状になっており、その上面には、青色LED2Bが搭載されたプリント配線基板9の端部が、載置、接合されている。青色LED2Bは、第2サイドプリズム5の底辺部の中央に位置するようになされており、青色LED2Bからの射出光の方向は、第2サイドプリズム5における直角二等辺三角形の角柱状の直角頂部に向かう方向である。   The projecting portion of the second side prism 5 has a stepped shape, and an end portion of the printed wiring board 9 on which the blue LED 2B is mounted is placed and bonded on the upper surface. The blue LED 2B is positioned at the center of the bottom side of the second side prism 5, and the direction of the light emitted from the blue LED 2B is at the right-angled apex of the right isosceles triangular prism in the second side prism 5. It is the direction to go.

アッパープリズム6は、下方に直角が位置する概ね直角二等辺三角形の角柱状のものであり、その底辺部から、僅かに左右に張り出した部分を有する。上述した第1サイドプリズム4及び第2サイドプリズム5の上端部が平面となされており、これら平面と、アッパープリズム6の左右に張り出した部分とが、光学接着剤によって接合され、接合部12及び13を構成する。   The upper prism 6 is a prism having a substantially right isosceles triangle shape with a right angle located downward, and has a portion slightly protruding from the bottom side to the left and right. The upper ends of the first side prism 4 and the second side prism 5 described above are flat surfaces, and these flat surfaces and the portions protruding to the left and right of the upper prism 6 are bonded by an optical adhesive. 13 is configured.

ベースプリズム3、第1サイドプリズム4、第2サイドプリズム5及びアッパープリズム6でなるX型ダイクロイックプリズムの中心から、赤色LED2R、緑色LED2G及び青色LED2Bの発光点までの距離は等しくなるようになされている。   The distances from the center of the X-type dichroic prism consisting of the base prism 3, the first side prism 4, the second side prism 5 and the upper prism 6 to the light emitting points of the red LED 2R, the green LED 2G and the blue LED 2B are made equal. Yes.

ベースプリズム3、第1サイドプリズム4、第2サイドプリズム5及びアッパープリズム6において、直角二等辺三角形の角柱状における、他のプリズムの面と対向する面は、図2に、第2サイドプリズム5について例示するように、周辺の接合部20を除いて底部が平面の凹部21A、21Bとなっており、この凹部21A、21Bには、光機能層としてのサブ波長格子22A、22Bが設けられている。これらサブ波長格子22A及び22Bは、後述するように、反射する色成分が異なっている。   In the base prism 3, the first side prism 4, the second side prism 5, and the upper prism 6, the surface opposite to the surface of the other prism in the prism shape of a right isosceles triangle is shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the bottoms are flat concave portions 21A and 21B excluding the peripheral joint portion 20, and sub-wavelength gratings 22A and 22B as optical functional layers are provided in the concave portions 21A and 21B. Yes. The sub-wavelength gratings 22A and 22B have different color components to be reflected as will be described later.

上述したような凹部21A、21Bなどの存在により、X型ダイクロイックプリズムにおけるX字状の部分は、図1に示すように、気密空間14となっている。   Due to the presence of the recesses 21A and 21B as described above, the X-shaped portion of the X-type dichroic prism is an airtight space 14 as shown in FIG.

図3は、気密空間14回りの拡大断面図である。気密空間14は、中心から、右上方向、左下方向、左上方向、右下方向にそれぞれ2面ずつ延びる平面を有している。なお、右上方向及び左下方向に延びる面が、特許請求の範囲における第1面に該当し、左上方向及び右下方向に延びる面が、特許請求の範囲における第2面に該当する。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view around the airtight space 14. The airtight space 14 has two planes extending from the center in the upper right direction, the lower left direction, the upper left direction, and the lower right direction. The surface extending in the upper right direction and the lower left direction corresponds to the first surface in the claims, and the surface extending in the upper left direction and the lower right direction corresponds to the second surface in the claims.

中心から右上方向に延びる2面の平面にそれぞれ設けられた2つのサブ波長格子22Aは、赤色LED2Rから出射された赤色光を反射すると共に、緑色LED2G及び青色LED2Bから出射された他の色の光を透過させるものである。中心から左下方向に延びる2面の平面にそれぞれ設けられた2つのサブ波長格子22Aも同様に、赤色LED2Rから出射された赤色光を反射すると共に、緑色LED2G及び青色LED2Bから出射された他の色の光を透過させるものである。   The two sub-wavelength gratings 22A provided on the two planes extending in the upper right direction from the center reflect the red light emitted from the red LED 2R, and light of other colors emitted from the green LED 2G and the blue LED 2B. Is transparent. Similarly, the two sub-wavelength gratings 22A provided on the two planes extending in the lower left direction from the center similarly reflect the red light emitted from the red LED 2R and other colors emitted from the green LED 2G and the blue LED 2B. The light is transmitted.

また、中心から左上方向に延びる2面の平面にそれぞれ設けられた2つのサブ波長格子22Bは、青色LED2Bから出射された青色光を反射すると共に、緑色LED2G及び赤色LED2Rから出射された他の色の光を透過させるものである。中心から右下方向に延びる2面の平面にそれぞれ設けられた2つのサブ波長格子22Bも同様に、青色LED2Bから出射された青色光を反射すると共に、緑色LED2G及び赤色LED2Rから出射された他の色の光を透過させるものである。   The two sub-wavelength gratings 22B provided on the two planes extending in the upper left direction from the center reflect the blue light emitted from the blue LED 2B and other colors emitted from the green LED 2G and the red LED 2R. The light is transmitted. Similarly, the two sub-wavelength gratings 22B provided on the two planes extending in the lower right direction from the center also reflect the blue light emitted from the blue LED 2B, and other light emitted from the green LED 2G and the red LED 2R. It transmits color light.

例えば、赤色LED2Rから出射された赤色光(その波長を680nmとする)を反射するサブ波長格子を、ポリカーボネートを用いて構成する場合に、格子(突起)のピッチ(後述する図4のp参照)を約400nm、格子幅(後述する図4のd参照)を約310nm、格子高さ(後述する図4のh参照)を約220nmとすれば良い。また例えば、青色LED2Bから出射された光線(その波長を450nmとする)を反射するサブ波長格子を、ポリカーボネートを用いて構成する場合に、格子(突起)のピッチを約440nm、格子幅を約220nm、格子高さを約220nmとすれば良い。   For example, when a sub-wavelength grating that reflects red light (having a wavelength of 680 nm) emitted from the red LED 2R is made of polycarbonate, the pitch of the grating (protrusion) (see p in FIG. 4 described later) Is about 400 nm, the grating width (see d in FIG. 4 described later) is about 310 nm, and the grating height (see h in FIG. 4 described later) is about 220 nm. Further, for example, when a sub-wavelength grating that reflects a light beam emitted from the blue LED 2B (having a wavelength of 450 nm) is made of polycarbonate, the pitch of the grating (projection) is about 440 nm and the grating width is about 220 nm. The lattice height may be about 220 nm.

図1では、緑色LED2Gから出射された緑色光が反射することなく透過するような位置に、緑色LED2Gを設けたものを示したが、3原色LED2R、2G、2Bの配置はこれに限定されるものではない。仮に、緑色LED2Gから出射された緑色光を反射させるサブ波長格子を、ポリカーボネートを用いて構成する場合に、格子(突起)のピッチを約350nm、格子幅を約230nm、格子高さを約220nmとすれば良い。   In FIG. 1, the green LED 2G is provided at a position where the green light emitted from the green LED 2G is transmitted without being reflected, but the arrangement of the three primary colors LEDs 2R, 2G, and 2B is limited to this. It is not a thing. If the sub-wavelength grating that reflects the green light emitted from the green LED 2G is made of polycarbonate, the pitch of the grating (protrusions) is about 350 nm, the grating width is about 230 nm, and the grating height is about 220 nm. Just do it.

なお、図1及び図2では図示を省略しているが、図3に示すように、接合部20(10〜13)には、その一方の面に設けられた突部又は突条と、他方の面に設けられた凹部又は凹条とでなる嵌合部23を設け、プリズム3〜6を適切に位置決めできるようにすることが好ましい。嵌合部23が、突条及び凹条でなる場合には、気密性の向上にも寄与している。   Although not shown in FIGS. 1 and 2, as shown in FIG. 3, the joint 20 (10 to 13) has a protrusion or protrusion provided on one surface thereof and the other. It is preferable to provide the fitting part 23 which consists of a recessed part or a recessed strip provided on the surface of the prism so that the prisms 3 to 6 can be appropriately positioned. When the fitting part 23 consists of a protrusion and a recess, it has contributed also to the airtight improvement.

サブ波長格子22(22A、22B)を基材(プリズム3〜6)に設ける方法(作製方法)としては、例えば、以下の方法を適用することができる。第1は、基材2に、サブ波長格子22として機能する高分子膜を転写(インプリント)し、サブ波長格子22を作製する。第2は、基材が高分子の基材の場合には、イオンビームを照射したり、フォト微細加工技術を用いたりして基材に対する直接の加工を施すことにより、サブ波長格子22を作製する。第2の作製方法には、金型を用いて、基材の表面にサブ波長格子22の凹凸を直接作製する場合が含まれる。第3に、基材の表面にストリップ(箔)を貼り付けていくことにより、サブ波長格子22を作製する。第4に、シリコン、ゲルマニウム又は化合物半導体などの半導体基板の表面を加工してサブ波長格子22を形成し、サブ波長格子22が形成された半導体基板を基材に接合する。   As a method (manufacturing method) for providing the sub-wavelength grating 22 (22A, 22B) on the base material (prisms 3 to 6), for example, the following method can be applied. First, a sub-wavelength grating 22 is produced by transferring (imprinting) a polymer film functioning as the sub-wavelength grating 22 to the substrate 2. Second, when the base material is a polymer base material, the sub-wavelength grating 22 is produced by direct processing on the base material by irradiating with an ion beam or using a photo fine processing technique. To do. The second production method includes a case where the unevenness of the sub-wavelength grating 22 is directly produced on the surface of the base material using a mold. Third, the sub-wavelength grating 22 is produced by attaching a strip (foil) to the surface of the substrate. Fourth, the surface of a semiconductor substrate such as silicon, germanium, or a compound semiconductor is processed to form a subwavelength grating 22, and the semiconductor substrate on which the subwavelength grating 22 is formed is bonded to a base material.

図4は、第1の実施形態に係るサブ波長格子22(22A、22B)の表面の拡大断面図であり、例えば、金型を利用して作製されるサブ波長格子22を示している。サブ波長格子22は、格子状に配置される突起の伸長方向が、図4に示すように、サブ波長格子22の法線方向と平行ではなく傾斜している。格子状に配置される突起の伸長方向は、金型のプレス方向、金型の抜き方向に平行になっており、金型を利用した作製時に突起が損傷し難くなされている。もちろん、金型の抜き方向がサブ波長格子形成面に対して垂直な場合は、突起の伸長方向がサブ波長格子形成面に垂直になるようにサブ波長格子を設計するのが好ましい。   FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the surface of the sub-wavelength grating 22 (22A, 22B) according to the first embodiment. For example, the sub-wavelength grating 22 manufactured using a mold is shown. In the sub-wavelength grating 22, the extending direction of the protrusions arranged in a lattice shape is not parallel to the normal direction of the sub-wavelength grating 22 but is inclined as shown in FIG. 4. The extending direction of the protrusions arranged in a lattice shape is parallel to the pressing direction of the mold and the pulling direction of the mold, so that the protrusions are not easily damaged during manufacturing using the mold. Of course, when the mold drawing direction is perpendicular to the sub-wavelength grating forming surface, it is preferable to design the sub-wavelength grating so that the extending direction of the protrusions is perpendicular to the sub-wavelength grating forming surface.

第1の実施形態の光源モジュール1において、赤色LED2Rが出射した赤色光は、気密空間14内を、中心から右上及び左下に伸長されているサブ波長格子22Aによって反射されて上方に向かう光に変更される。右上及び左下に伸長されているサブ波長格子22Aは、赤色LED2Rが出射した光が所望する赤成分以外の波長成分を含んでいたとしても、所望する赤成分の波長成分(波長帯域)だけを反射するものとなっている。   In the light source module 1 of the first embodiment, the red light emitted from the red LED 2R is changed into light that is reflected upward by the sub-wavelength grating 22A extending from the center to the upper right and lower left from the center. Is done. The sub-wavelength grating 22A extended to the upper right and lower left reflects only the wavelength component (wavelength band) of the desired red component even if the light emitted from the red LED 2R includes a wavelength component other than the desired red component. It is supposed to be.

また、青色LED2Bが出射した青色光は、気密空間14内を、中心から左上及び右下に伸長されているサブ波長格子22Bによって反射されて上方に向かう光に変更される。左上及び右下に伸長されているサブ波長格子22Bは、青色LED2Bが出射した光が所望する青成分以外の波長成分を含んでいたとしても、所望する青成分の波長成分(波長帯域)だけを反射するものとなっている。   Further, the blue light emitted from the blue LED 2B is reflected by the sub-wavelength grating 22B extending from the center to the upper left and the lower right from the center, and is changed to light directed upward. Even if the light emitted from the blue LED 2B includes a wavelength component other than the desired blue component, the sub-wavelength grating 22B extended to the upper left and lower right includes only the wavelength component (wavelength band) of the desired blue component. It is a reflection.

さらに、緑色LED2Gが出射した上方に向かう緑色光は、気密空間14内の進行方向に位置するサブ波長格子22A、22Bをそのまま透過して上方に向かう光のまま、第1の実施形態の光源モジュール1から出射される。なお、各サブ波長格子22A、22Bは、緑色LED2Gが出射した上方に向かう光が所望する緑成分以外の波長成分を含んでいたとしても、所望する緑成分の波長成分(波長帯域)だけを通過させるものとなっていても良い。   Further, the upward green light emitted from the green LED 2G is transmitted through the sub-wavelength gratings 22A and 22B positioned in the traveling direction in the airtight space 14 as they are and is directed upward, and the light source module of the first embodiment. 1 is emitted. Each sub-wavelength grating 22A, 22B passes only the wavelength component (wavelength band) of the desired green component even if the upward light emitted from the green LED 2G includes a wavelength component other than the desired green component. It may be something to let you.

以上のようにして、3原色LED2R、2G、2Bから出射された光が、第1の実施形態の光源モジュール1におけるX型ダイクロイックプリズムによって、ほぼ光軸が揃えられた状態で加法混色され、白色の照明光として、図示しない被照明物体を照明する。   As described above, the light emitted from the three primary colors LEDs 2R, 2G, and 2B is additively mixed with the X-type dichroic prism in the light source module 1 of the first embodiment in a state where the optical axes are substantially aligned, and white As an illumination light, an illuminated object (not shown) is illuminated.

第1の実施形態の光源モジュール1において、図示は省略するが、各LED2R、2G、2Bからの出射光量を電気的に制御する光量制御手段がプリント配線基板8、9、10に実装されていたり、外部に外付けで設けられていたりしており、加法混色比率を可変させることができるようになされている。すなわち、図5に示すような、各LED2R、2G、2Bからの所望帯域(R、G、B)の光強度を、独立して制御可能となされている。また、各LED2R、2G、2Bは、光量を検出するための光検出器としてのフォトダイオードを内蔵していて、検出光量を光量制御手段にフィードバックするようにしていても良い。   In the light source module 1 of the first embodiment, although not shown in the drawings, light quantity control means for electrically controlling the emitted light quantity from each LED 2R, 2G, 2B is mounted on the printed wiring boards 8, 9, 10. In addition, it is provided externally, and the additive color mixture ratio can be varied. That is, as shown in FIG. 5, the light intensity of the desired bands (R, G, B) from the LEDs 2R, 2G, 2B can be controlled independently. Each of the LEDs 2R, 2G, and 2B may include a photodiode as a photodetector for detecting the light amount, and the detected light amount may be fed back to the light amount control means.

第1の実施形態の光源モジュール1によれば、以下のような効果(1)〜(5)を奏することができる。   According to the light source module 1 of the first embodiment, the following effects (1) to (5) can be achieved.

(1)ダイクロイックミラーとして合波を行う機能層を、誘電体多層膜ではなく、サブ波長格子で形成したため、工数のかかる成膜工程を省略することが可能となり、製造が容易になり、大幅なコストダウンが可能となる。   (1) Since the functional layer for performing multiplexing as a dichroic mirror is formed with a sub-wavelength grating instead of a dielectric multilayer film, it is possible to omit the time-consuming film forming process, which facilitates manufacturing, Cost reduction is possible.

(2)サブ波長格子を、複数のプリズムの接合によって形成した気密空間内に設けて、外気と隔離して構成しているために、高い信頼性の機能膜とすることができる。すなわち、サブ波長格子は、微細な多くの格子(突起)を有して損傷し易く、また、水や油などの付着によって機能が低下又は損なわれるものであるが、気密空間内に設けているので、損傷を防止でき、また、水や油などの付着を防止でき、高い信頼性の機能膜とすることができる。   (2) Since the sub-wavelength grating is provided in an airtight space formed by joining a plurality of prisms and separated from the outside air, a highly reliable functional film can be obtained. That is, the sub-wavelength grating has many fine gratings (protrusions) and is easily damaged, and its function is deteriorated or impaired by adhesion of water or oil, but is provided in an airtight space. Therefore, damage can be prevented, and adhesion of water or oil can be prevented, and a highly reliable functional film can be obtained.

(3)3原色光源(LED)からの光の加法混色で白色を得ているために、より大きな色三角形が実現でき、被照明物体の色再現範囲を広くすることができる。図6は、この効果を説明するためのCIEの色度図である。図7は、LEDを1個用いて白色光を得る場合の説明図である。   (3) Since white is obtained by additive color mixture of light from the three primary color light sources (LEDs), a larger color triangle can be realized and the color reproduction range of the illuminated object can be widened. FIG. 6 is a CIE chromaticity diagram for explaining this effect. FIG. 7 is an explanatory diagram when white light is obtained using one LED.

図7は、青色LEDからの光の光路上に黄色蛍光体を配して白色を実現しようとした場合のスペクトラムを示している。図6において、点Aは青色LEDの色度を示しており、点Bは黄色の蛍光体によって励起される光のピーク位置における色度を示している。そのため、従来方法では、青色LEDからの光の光量の調整や、黄色蛍光体の塗布量を調整することにより、線分AB上の任意の点の色度を得ることを意図している。しかし、図7に示した青色LEDと黄色蛍光体とを組み合わせた白色LEDスペクトルから分かるように、実際は、この白色光には赤色成分や緑色成分が含まれている。従って、実質的には図6の色三角形ACDで示される範囲の色を再現することが可能となる。   FIG. 7 shows a spectrum when a white phosphor is arranged on the optical path of light from a blue LED to achieve white. In FIG. 6, point A indicates the chromaticity of the blue LED, and point B indicates the chromaticity at the peak position of the light excited by the yellow phosphor. Therefore, the conventional method intends to obtain the chromaticity of an arbitrary point on the line segment AB by adjusting the amount of light from the blue LED or adjusting the amount of yellow phosphor applied. However, as can be seen from the white LED spectrum obtained by combining the blue LED and the yellow phosphor shown in FIG. 7, the white light actually contains a red component and a green component. Therefore, it is possible to reproduce substantially the range of colors indicated by the color triangle ACD in FIG.

一方、第1の実施形態のように、赤色LED2R、緑色LED2G及び青色LED2Bの3原色LEDからの発光光を加法混色して得られる色三角形は、各LED2R、2G、2Bからの光の色純度が極めて高いために、図6に示すような大きな色三角形AEFとなり、広い範囲の色再現が可能となる。   On the other hand, as in the first embodiment, the color triangle obtained by additive color mixing of the emitted light from the three primary colors of red LED 2R, green LED 2G and blue LED 2B is the color purity of the light from each LED 2R, 2G, 2B. Is extremely high, a large color triangle AEF as shown in FIG. 6 is obtained, and a wide range of color reproduction is possible.

従って、3原色光源(LED)からの光の加法混色比率の調整により、三角形AEF内の任意の色度の出射光を、第1の実施形態の光源モジュール1から射出することができ、照明光の色の多様性を高くしている。   Therefore, by adjusting the additive color mixture ratio of light from the three primary color light sources (LEDs), the emitted light of arbitrary chromaticity within the triangle AEF can be emitted from the light source module 1 of the first embodiment, and the illumination light The variety of colors is high.

(4)光源としてLEDを用いるため、高速変調が可能な長寿命な光源モジュールとなっている。   (4) Since an LED is used as the light source, it is a long-life light source module capable of high-speed modulation.

(5)同一の作用を果たすサブ波長格子が、平行平面の両面に設けられているので、そのサブ波長格子が担っている光の制御機能を確実に果たすことができる。なお、平行平面の一面だけにサブ波長格子が設けられていても良いことは勿論である。   (5) Since the sub-wavelength gratings having the same function are provided on both surfaces of the parallel plane, the light control function carried by the sub-wavelength gratings can be reliably achieved. Of course, the sub-wavelength grating may be provided only on one surface of the parallel plane.

(B)第2の実施形態
次に、本発明による光源モジュールの第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment of the light source module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図8は、第2の実施形態に係る光源モジュールの構造を示す概略断面図であり、第1の実施形態に係る図1に対応する図面であり、図1との同一、対応部分には同一符号を付して示している。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the light source module according to the second embodiment, and is a drawing corresponding to FIG. 1 according to the first embodiment. A reference numeral is attached.

図8に示す第2の実施形態の光源モジュール1Aにおいては、ベースプリズム3、第1サイドプリズム4及び第2サイドプリズム5の底面中央部には、例えば、円柱状の孔でなる嵌合受部3H、4H、5Hが設けられており、この嵌合受部3H、4H、5Hに、対応するいずれかのLED2G、2R、2Bが嵌合されている。このようにすることによって、各LED2G、2R、2Bを対応する嵌合受部3H、4H、5Hに挿入し、接着固定することによって、各LED2G、2R、2Bの光軸方向の位置及び出射角出しを容易に行うことが可能となる。   In the light source module 1 </ b> A of the second embodiment shown in FIG. 8, a fitting receiving portion made of, for example, a cylindrical hole is provided at the center of the bottom surface of the base prism 3, the first side prism 4, and the second side prism 5. 3H, 4H, and 5H are provided, and any of the corresponding LEDs 2G, 2R, and 2B are fitted to the fitting receiving portions 3H, 4H, and 5H. By doing so, the respective LEDs 2G, 2R, 2B are inserted into the corresponding fitting receiving portions 3H, 4H, 5H and bonded and fixed, whereby the positions and the emission angles of the respective LEDs 2G, 2R, 2B in the optical axis direction. It becomes possible to carry out easily.

図9は、第2の実施形態におけるLED30(2R、2G、2B)の構成を示す概略断面図である。なお、図9の左右方向は、図8の紙面法線方向に対応している。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the LED 30 (2R, 2G, 2B) in the second embodiment. Note that the left-right direction in FIG. 9 corresponds to the normal direction of the paper surface in FIG.

LED30は、LEDチップ31と、フレキシブルなプリント配線基板32(7〜9)の配線33とLEDチップ31とを接続させるワイヤー34と、LEDチップ31及びワイヤー34を封止すると共にレンズ機能を発揮する封止レンズ35とを有する。封止レンズ35は、嵌合受部3H、4H、5Hと嵌合する円筒状をしていると共に、その先端側が、LEDチップ31からの射出光をできるだけ平行光に近い発散光に変換するようなレンズ形状をしている。この封止レンズ35は、LEDチップ31からの出射光が小さい場合や、後述する実施形態のように、各プリズム(3〜6)が集光レンズを有している場合には、省略することができる。また、LEDチップ31を載せて固定する支持台は、LEDチップ31の発光点位置を光軸上の適切な位置に決めると同時に、LEDチップ31を接地する機能を有している。   The LED 30 seals the LED chip 31, the wire 33 of the flexible printed wiring board 32 (7 to 9) and the LED chip 31, the LED chip 31 and the wire 34, and exhibits a lens function. And a sealing lens 35. The sealing lens 35 has a cylindrical shape that fits with the fitting receiving portions 3H, 4H, and 5H, and its tip side converts the emitted light from the LED chip 31 into divergent light that is as close to parallel light as possible. It has a nice lens shape. The sealing lens 35 is omitted when the emitted light from the LED chip 31 is small or when each prism (3 to 6) has a condensing lens as in the embodiment described later. Can do. The support base on which the LED chip 31 is placed and fixed has the function of grounding the LED chip 31 at the same time as determining the light emitting point position of the LED chip 31 to an appropriate position on the optical axis.

気密空間14や、気密空間14内に設けられるサブ波長格子(図8では省略;図3の22A、22B参照)については、第2の実施形態の光源モジュール1Aも、第1の実施形態の光源モジュール1と同様である。   Regarding the airtight space 14 and the sub-wavelength grating provided in the airtight space 14 (omitted in FIG. 8; see 22A and 22B in FIG. 3), the light source module 1A of the second embodiment is also the light source of the first embodiment. Similar to module 1.

第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。これに加え、第2の実施形態の場合、3原色LEDを嵌合によって取り付けているので、3原色LEDの位置を適切なものとし易いという効果をも奏する。また、3原色LEDとX型ダイクロイックプリズムとの光学的な結合もし易いものとなっている。   According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, in the case of the second embodiment, since the three primary color LEDs are attached by fitting, there is an effect that the positions of the three primary color LEDs can be easily made appropriate. Further, the optical coupling between the three primary color LEDs and the X-type dichroic prism is easy.

(C)第3の実施形態
次に、本発明による光源モジュールの第3の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(C) Third Embodiment Next, a third embodiment of the light source module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図10は、第3の実施形態に係る光源モジュールの構造を示す概略断面図であり、第1の実施形態に係る図1に対応する図面であり、図1との同一、対応部分には同一符号を付して示している。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the light source module according to the third embodiment, and is a drawing corresponding to FIG. 1 according to the first embodiment. A reference numeral is attached.

図10に示す第3の実施形態の光源モジュール1Bにおいては、赤色LED2Rが、その出射光が上方に進行するように設けられていると共に、第1サイドプリズム4に、赤色LED2Rからの光の進行方向を上方から右方に変換する第1補助プリズム40を一体的に設けたものである。また、第3の実施形態の光源モジュール1Bにおいては、青色LED2Bが、その出射光が上方に進行するように設けられていると共に、第2サイドプリズム5に、青色LED2Bからの光の進行方向を上方から左方に変換する第2補助プリズム41を一体的に設けたものである。   In the light source module 1B of the third embodiment shown in FIG. 10, the red LED 2R is provided so that the emitted light travels upward, and the light from the red LED 2R travels to the first side prism 4. A first auxiliary prism 40 that changes the direction from the upper side to the right side is integrally provided. Further, in the light source module 1B of the third embodiment, the blue LED 2B is provided so that the emitted light travels upward, and the traveling direction of the light from the blue LED 2B is indicated on the second side prism 5. A second auxiliary prism 41 for converting from the upper side to the left side is integrally provided.

ここで、第1補助プリズム40、第2補助プリズム41の折り返しを展開してみた場合、各LED2R、2G、2Bの発光点から、X字状の中心までの距離は等しい。   Here, when the folding of the first auxiliary prism 40 and the second auxiliary prism 41 is developed, the distances from the light emitting points of the respective LEDs 2R, 2G, and 2B to the X-shaped center are equal.

なお、図10では、第1の実施形態に係る図1とは異なり、赤色LED2Rを搭載したプリント配線基板8、及び、青色LED2Bを搭載したプリント配線基板9を、ベースプリズム3の張り出し部分に設けたものを示したが、図1と同様な相手部材に設けても良いことは勿論である。   In FIG. 10, unlike FIG. 1 according to the first embodiment, the printed wiring board 8 on which the red LED 2R is mounted and the printed wiring board 9 on which the blue LED 2B is mounted are provided on the projecting portion of the base prism 3. However, it is needless to say that it may be provided on the same mating member as in FIG.

気密空間14や、気密空間14内に設けられるサブ波長格子(図8では省略;図3の22A、22B参照)については、第3の実施形態の光源モジュール1Bも、第1の実施形態の光源モジュール1と同様である。   Regarding the airtight space 14 and the sub-wavelength grating provided in the airtight space 14 (omitted in FIG. 8; refer to 22A and 22B in FIG. 3), the light source module 1B of the third embodiment is also the light source of the first embodiment. Similar to module 1.

第3の実施形態によっても、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。第3の実施形態によれば、全てのLED2R、2G、2Bを同様に、プリント配線基板7〜9に搭載できるので、同一構成のプリント配線基板を各色成分用のプリント配線基板7〜9に適用できるようにすることが可能である。   According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. According to the third embodiment, since all the LEDs 2R, 2G, and 2B can be similarly mounted on the printed wiring boards 7 to 9, the printed wiring board having the same configuration is applied to the printed wiring boards 7 to 9 for the respective color components. It is possible to make it possible.

また、サブ波長格子が形成される各プリズム3〜6をプラスチックで作製することが可能であるため、補助プリズム40、41の一体化、外径形状の自由度の向上ができるために設計をフレキシブルにすることが可能となる。この点は、後述する第4〜第6の実施形態におけるような集光レンズを、プリズム(3〜6)に一体化する場合も同様である。   In addition, since each of the prisms 3 to 6 on which the sub-wavelength grating is formed can be made of plastic, the auxiliary prisms 40 and 41 can be integrated and the degree of freedom of the outer diameter shape can be improved so that the design is flexible. It becomes possible to. This also applies to the case where the condenser lens as in the fourth to sixth embodiments described later is integrated with the prism (3-6).

さらに、第3の実施形態のような配置によって、各LED2R、2G、2Bの光軸方向の調整が不要となり、各LED2R、2G、2Bの光軸調整が容易となる。   Furthermore, with the arrangement as in the third embodiment, adjustment of the optical axis direction of each LED 2R, 2G, 2B becomes unnecessary, and the optical axis adjustment of each LED 2R, 2G, 2B becomes easy.

(D)第4の実施形態
次に、本発明による光源モジュールの第4の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(D) Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the light source module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図11は、第4の実施形態に係る光源モジュールの構造を示す概略断面図であり、第3の実施形態に係る図10に対応する図面であり、図10との同一、対応部分には同一符号を付して示している。   FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the light source module according to the fourth embodiment, corresponding to FIG. 10 according to the third embodiment, the same as FIG. A reference numeral is attached.

図11に示す第4の実施形態の光源モジュール1Cにおいては、緑色LED2Gからの出射光を集光する集光レンズ(第3集光レンズ)50をベースプリズム3に一体的に設け、赤色LED2Rからの出射光を集光する集光レンズ(第1集光レンズ)51を第1サイドプリズム4に一体的に設け、青色LED2Bからの出射光を集光する集光レンズ(第2集光レンズ)52を第2サイドプリズム5に一体的に設けている。   In the light source module 1C of the fourth embodiment shown in FIG. 11, a condensing lens (third condensing lens) 50 that condenses the light emitted from the green LED 2G is provided integrally with the base prism 3, and the red LED 2R A condenser lens (first condenser lens) 51 that condenses the emitted light from the blue LED 2B is provided integrally with the first side prism 4, and a condenser lens (second condenser lens) that condenses the emitted light from the blue LED 2B. 52 is provided integrally with the second side prism 5.

なお、集光レンズ50〜52が有効に機能するように、各LED2G、2R、2Bから集光レンズ50〜52までに所定の距離を確保するように、各プリズム3、4、5の形状などが選定されている。   In addition, the shape of each prism 3, 4, 5 etc. is ensured so as to secure a predetermined distance from each LED 2G, 2R, 2B to the condenser lenses 50-52 so that the condenser lenses 50-52 function effectively. Is selected.

第4の実施形態によっても、第3の実施形態と同様な効果を奏することができる。第4の実施形態によれば、集光レンズを設けて、各LEDからの光を平行光(又はそれに近い発散光)とするようにしたので、加法混色をより適切に実行させることができる。   According to the fourth embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained. According to the fourth embodiment, since the condenser lens is provided so that the light from each LED is parallel light (or divergent light close thereto), additive color mixing can be executed more appropriately.

また、サブ波長格子(22A、22B)によるダイクロイックミラーの特性は、入射角依存性を少なくすることが可能であるが、第4の実施形態のような構成とすることによって、ダイクロイックミラーの光学特性を略平行入射光のみに対して行うことが可能となり、このダイクロイックミラーの光学特性を向上させることができるようになった。   In addition, the dichroic mirror characteristics by the sub-wavelength gratings (22A, 22B) can reduce the incident angle dependency. However, by adopting the configuration as in the fourth embodiment, the optical characteristics of the dichroic mirror can be reduced. Can be performed only on substantially parallel incident light, and the optical characteristics of the dichroic mirror can be improved.

図12は、第4の実施形態の一部を変形した他の実施形態(1)に係る光源モジュールを示している。図12に示す光源モジュール1Dは、第4の実施形態の光源モジュール1Cにおける集光レンズ50〜52をフレネルレンズ60〜62に置き換えたものである。   FIG. 12 shows a light source module according to another embodiment (1) obtained by modifying a part of the fourth embodiment. A light source module 1D illustrated in FIG. 12 is obtained by replacing the condenser lenses 50 to 52 in the light source module 1C of the fourth embodiment with Fresnel lenses 60 to 62.

図13は、第4の実施形態の一部を変形した他の実施形態(2)に係る光源モジュールを示している。図13に示す光源モジュール1Eは、図12に示す光源モジュール1Dに比較すると、アッパープリズム6において加法混色光が出ていく面にも、フレネルレンズ63が設けられている点が異なっている。集光機能を、フレネルレンズ60〜62と、フレネルレンズ63とに分散させて実現させるものとなっている。このとき、フレネルレンズ63は必ずしも集光レンズ(又は凸レンズ)である必要はなく、使用法によっては発散レンズ(又は凹レンズ)であっても良い。   FIG. 13 shows a light source module according to another embodiment (2) in which a part of the fourth embodiment is modified. The light source module 1E shown in FIG. 13 is different from the light source module 1D shown in FIG. 12 in that a Fresnel lens 63 is also provided on the surface of the upper prism 6 where additive color mixture light is emitted. The light condensing function is realized by being dispersed in the Fresnel lenses 60 to 62 and the Fresnel lens 63. At this time, the Fresnel lens 63 is not necessarily a condensing lens (or a convex lens), and may be a diverging lens (or a concave lens) depending on the usage.

(E)他の実施形態
上記各実施形態の説明では、言及しなかったが、各実施形態の光源モジュールは、例えば、自動車ヘッドライト、画像表示用の液晶パネルのバックライト、室内照明、計測装置での照明光源などに用いることができる。第1の実施形態の効果で言及したように、任意の色度を実現できるので、計測装置での照明光源のような任意の色度を欲する装置には好適なものである。
(E) Other Embodiments Although not mentioned in the description of each of the above embodiments, the light source module of each embodiment includes, for example, an automobile headlight, a backlight of a liquid crystal panel for image display, indoor lighting, and a measuring device. It can be used as an illumination light source. As mentioned in the effect of the first embodiment, since arbitrary chromaticity can be realized, it is suitable for an apparatus that desires arbitrary chromaticity such as an illumination light source in a measuring apparatus.

また、上記各実施形態では、3原色が赤色、緑色、青色であるものを示したが、色度座標上の独立した任意の3色を3原色に適用するようにしても良い。また、4原色以上を加法混色する光源モジュールにも本発明を適用することができる(例えば、後述する図14に示す方法を拡張して4原色以上を加法混色することができる)。   In the above embodiments, the three primary colors are red, green, and blue. However, any three independent colors on the chromaticity coordinates may be applied to the three primary colors. The present invention can also be applied to a light source module that additively mixes four or more primary colors (for example, the method shown in FIG. 14 described later can be expanded to add and mix four or more primary colors).

さらに、上記各実施形態においては、加法混色のために、緑色LEDからの射出光をX型ダイクロイックプリズムが直進させるものを示したが、直進光を、赤色LED又は青色LEDからの射出光とするようにしても良い。言い換えると、各LED2R、2G、2Bの配置は、上記各実施形態のものに限定されるものではない。   Further, in each of the above embodiments, for the additive color mixture, the light emitted from the green LED is caused to go straight by the X-type dichroic prism, but the straight light is taken as light emitted from the red LED or blue LED. You may do it. In other words, the arrangement of the LEDs 2R, 2G, and 2B is not limited to that of each of the above embodiments.

上記各実施形態では、3原色LEDからの光を加法混色する光学装置がX型ダイクロイックプリズムであるものを示したが、ダイクロイックミラーを有する他の光学装置であっても良い。例えば、図14に示すような、ダイクロイックミラー面を有する光学素子を3個並設したような光学装置であっても良い。但し、ダイクロイックミラーとして機能する部分が、平行平面で規定されている気密空間になっており、その平行平面の少なくとも一方にダイクロイックミラーとして機能するサブ波長格子が設けられていることを要する(例えば、特開2006−13127号公報の図1(B)参照)。   In each of the above embodiments, the optical device that additively mixes the light from the three primary color LEDs is an X-type dichroic prism, but another optical device having a dichroic mirror may be used. For example, an optical device as shown in FIG. 14 in which three optical elements having a dichroic mirror surface are arranged in parallel may be used. However, the portion that functions as a dichroic mirror is an airtight space defined by a parallel plane, and at least one of the parallel planes is required to have a sub-wavelength grating that functions as a dichroic mirror (for example, (See FIG. 1B of Japanese Patent Laid-Open No. 2006-13127).

第1の実施形態に係る光源モジュールの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the light source module which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態の第2サイドプリズムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 2nd side prism of 1st Embodiment. 第1の実施形態における気密空間回りの拡大断面図である。It is an expanded sectional view around the airtight space in the first embodiment. 第1の実施形態に係るサブ波長格子の表面の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the surface of the subwavelength grating concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態における加法混色方法の説明に供する図面である。It is drawing used for description of the additive color mixing method in the first embodiment. 第1の実施形態に係る光源モジュールの効果の説明に供するCIEの色度図である。It is a CIE chromaticity diagram for explaining the effect of the light source module according to the first embodiment. 従来の白色光の形成方法を説明するための図面である。It is a drawing for explaining a conventional method of forming white light. 第2の実施形態に係る光源モジュールの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the light source module which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるLEDの詳細構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the detailed structure of LED in 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る光源モジュールの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the light source module which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る光源モジュールの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the light source module which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態を変形した他の実施形態(1)の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of other embodiment (1) which deform | transformed 4th Embodiment. 第4の実施形態を変形した他の実施形態(2)の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of other embodiment (2) which deform | transformed 4th Embodiment. 他の実施形態に係る光源モジュールにおける加法混色構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the additive color mixing structure in the light source module which concerns on other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A〜1E…光源モジュール、2R…赤色LED、2G…緑色LED、2B…青色LED、3…ベースプリズム、4…第1サイドプリズム、5…第2サイドプリズム、6…アッパープリズム、7〜9…フレキシブルなプリント配線基板(FPC)、10〜13、20…接合部、14…気密空間、21…凹部、22、22A、22B…サブ波長格子、40、41…補助プリズム、50〜52…集光レンズ、60〜63…フレネルレンズ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A-1E ... Light source module, 2R ... Red LED, 2G ... Green LED, 2B ... Blue LED, 3 ... Base prism, 4 ... 1st side prism, 5 ... 2nd side prism, 6 ... Upper prism, 7- DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Flexible printed wiring board (FPC), 10-13, 20 ... Joint part, 14 ... Airtight space, 21 ... Recessed part, 22, 22A, 22B ... Sub wavelength grating, 40, 41 ... Auxiliary prism, 50-52 ... Condensing lens, 60-63 ... Fresnel lens.

Claims (2)

少なくとも3原色LEDと、上記各LEDからの光を加法混色する、ダイクロイックミラーを含む光学装置とを有する光源モジュールにおいて、
上記ダイクロイックミラーとして機能する面部分が、所定の間隙を有する平行平面で規定される気密空間と、この気密空間の少なくとも一方の平面に設けられたサブ波長格子とを有することを特徴とする光源モジュール。
In a light source module having at least three primary color LEDs and an optical device including a dichroic mirror that additively mixes light from each of the LEDs.
The light source module, wherein the surface portion functioning as the dichroic mirror has an airtight space defined by a parallel plane having a predetermined gap, and a sub-wavelength grating provided on at least one plane of the airtight space. .
上記光学装置が、X型ダイクロイックプリズムであって、上記3原色LEDが、赤色LED、緑色LED及び青色LEDであり、上記X型ダイクロイックプリズムのX面における光反射面が位置する部分には、所定の間隙が環境から気密に形成されており、上記赤色LEDからの赤色光を反射し、それ以外の光を透過する第1面は異なるプリズム面を含む同一面上に形成され、上記青色LEDからの青色光を反射し、それ以外の光を透過する第2面も異なるプリズム面を含み上記第1面と直交する同一面上に形成され、上記第1面には上記赤色光を選択的に反射するサブ波長格子が形成されており、上記第2面には上記青色光を選択的に反射するサブ波長格子が形成されており、
上記3原色LEDから出射された光が上記X型ダイクロイックプリズムで略同一光軸上で加法混色して出射されることを特徴とする請求項1に記載の光源モジュール。
The optical device is an X-type dichroic prism, the three primary color LEDs are a red LED, a green LED, and a blue LED, and a portion where a light reflecting surface on the X surface of the X-type dichroic prism is located is predetermined. The first surface that reflects the red light from the red LED and transmits the other light is formed on the same surface including a different prism surface, and is formed from the blue LED. The second surface that reflects the blue light and transmits the other light is also formed on the same surface orthogonal to the first surface including different prism surfaces, and the red light is selectively applied to the first surface. A reflective sub-wavelength grating is formed, and the second surface is formed with a sub-wavelength grating that selectively reflects the blue light,
2. The light source module according to claim 1, wherein light emitted from the three primary color LEDs is additively mixed and emitted on substantially the same optical axis by the X-type dichroic prism.
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