JP6166270B2 - 発光デバイスおよびこれを用いた投影システム - Google Patents
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Description
本発明の実施形態においては、光ガイド素子を使用して、コヒーレント光を第1光路を介して拡散素子に導くとともに、拡散素子の第1面からのインコヒーレント光の大部分を、第1光路と分離された第2光路を介して、発光デバイスの出力となるように導くことにより、発光デバイスの出力効率が高められると同時に、拡散素子の第1面からのインコヒーレント光の大部分が、コヒーレント光の光路に沿ってコヒーレント光源に戻ることがなくなり、その結果、インコヒーレント光により生成される熱とコヒーレント光源により生成される熱との間の干渉が低減される。これは、コヒーレント光源の発光効率および寿命を改善する。
Claims (10)
- 発光デバイスであって、
コヒーレント光を発するコヒーレント光源と、
互いに反対側を向く第1面および第2面を有する拡散素子であって、前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を拡散してインコヒーレント光を生成する拡散素子と、
前記拡散素子の第1面側に配置された光ガイド素子であって、前記コヒーレント光源により発せられたコヒーレント光を前記拡散素子の第1面上に入射するように導いて第1光路を形成し、前記拡散素子の第1面からのインコヒーレント光の一部分を、前記第1光路を介して出射するように導き、前記拡散素子の第1面からのインコヒーレント光の他の部分を、第2光路を介して出射するように導き、かつ、前記第1および第2光路を分離する光ガイド素子とを備え、
前記第1光路を介して出射する前記インコヒーレント光の光束が、前記第2光路を介して出射する前記インコヒーレント光の光束よりも少なく、
当該発光デバイスが、前記拡散素子の第2面側に配置された第1反射素子をさらに備え、
前記光ガイド素子が、開口部と、当該開口部の周囲の反射面とを有する第2反射素子を含み、
前記開口部が、前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を透過により前記拡散素子の第1面上に導いて前記第1光路を形成するとともに、前記拡散素子の第1面からのインコヒーレント光の一部分を、前記第1光路を介して出射するように導き、
前記第2反射素子の反射面が、反射により、前記第1面からのインコヒーレント光の他の部分を、前記第2光路を介して出射するように導き、
前記第2反射素子が、開口部と反射面を有するアーチ状の反射素子であり、
前記アーチ状の反射素子が半球またはその一部であり、コヒーレント光が前記拡散素子に入射する位置が、前記半球の球中心近傍の第1地点であり、
前記発光デバイスが集光デバイスをさらに備え、前記集光デバイスの光入力ポートが球中心近傍の第2地点に配置され、前記第1地点および第2地点が、球中心に関して対称であり、
前記アーチ状の反射素子の開口部の面積が、前記反射面の面積の1/4以下であることを特徴とする発光デバイス。 - 請求項1に記載の発光デバイスにおいて、
前記第1光路を介して出射する前記インコヒーレント光の光束が、前記第2光路を介して出射する前記インコヒーレント光の光束の1/4以下であることを特徴とする発光デバイス。 - 請求項1に記載の発光デバイスにおいて、
前記開口部が、前記アーチ状の反射素子のオフセット開口部であり、前記コヒーレント光源からのコヒーレント光が前記拡散素子上に垂直に入射することを特徴とする発光デバイス。 - 請求項1に記載の発光デバイスにおいて、
前記アーチ状の反射素子が、開口部を有する中空構造体の反射壁であり、前記反射壁が、内面に被覆された反射コーティングを有し、前記開口部が、前記反射壁の開口であることを特徴とする発光デバイス。 - 請求項1に記載の発光デバイスにおいて、
前記アーチ状の反射素子が、開口部を有し、外側の曲面が反射コーティングで被覆された固体透明体であり、前記開口部が、前記反射コーティングの開口であることを特徴とする発光デバイス。 - 請求項5に記載の発光デバイスにおいて、
前記拡散素子および前記固体透明体が空隙を介して分離され、前記空隙が、半球の半径の1%未満の幅を有することを特徴とする発光デバイス。 - 請求項1に記載の発光デバイスにおいて、
前記コヒーレント光源がレーザダイオードであることを特徴とする発光デバイス。 - 請求項1に記載の発光デバイスにおいて、
前記コヒーレント光源が、2つのカラー光をそれぞれ生成する2つのサブ光源と、2つのサブ光源からの光を一つの光線に結合する光結合デバイスとを含み、
前記発光デバイスが、前記2つのサブ光源の光強度とともにオンオフをそれぞれ制御する制御デバイスをさらに備えることを特徴とする発光デバイス。 - 請求項1に記載の発光デバイスにおいて、
前記拡散素子を駆動する駆動デバイスをさらに備え、前記拡散素子に入射するコヒーレント光の照明スポットが、予め設定された経路に沿って前記拡散素子上に作用することを特徴とする発光デバイス。 - 請求項1乃至9の何れか一項に記載の発光デバイスを備える投影システム。
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