JP7214016B2 - 蛍光ホイール、光源モジュール及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本願は、投影の技術分野に関し、具体的に、蛍光ホイール、光源モジュール及びプロジェクタに関する。

従来のプロジェクタにおいて、蛍光ホイールは第２の光源として、励起光により蛍光体を励起して赤色光、緑色光又は黄色光を生成する。従来の蛍光ホイールは一般的に透過型蛍光ホイールと反射型蛍光ホイールとに分けられ、蛍光ホイールに集束された光点のエネルギーが高すぎると、蛍光ホイールの温度が高すぎ、蛍光体の効率が低く、さらに蛍光ホイール上の蛍光体を焼失する。蛍光ホイールに集束された光点が増大した後、蛍光体の温度が低く、励起された蛍光の光束が高いが、プロジェクタシステムにおいて、光学的拡張量に制限され、システムにおける励起された蛍光の利用効率が逆に低下されるため、最適な光点のサイズの大きさが存在する。

本願の実施例は、蛍光ホイール、光源モジュール及びプロジェクタを提供して、高すぎる光源のエネルギーによる蛍光体の効率の低下の問題を改善する。

第１の態様において、本願の実施例は、蛍光ホイールを提供し、前記蛍光ホイールは、ベース、第１の蛍光体層及び第２の蛍光体層を含み、前記ベースは、励起光反射領域及び励起光透過領域を含み、
前記第１の蛍光体層は、前記励起光反射領域における光に面する一面に設置され、且つ前記ベースの円周方向に沿って分布され、
前記第２の蛍光体層は、前記励起光透過領域における光に背向する一面に設置され、且つ前記ベースの円周方向に沿って分布され、
前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とは、前記ベースの径方向で少なくとも部分的にずれている。

上記技術案において、励起光反射領域における光に面する一面に第１の蛍光体層が設置され、励起光透過領域における光に背向する一面に第２の蛍光体層が設置され、第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とがベースの径方向で少なくとも部分的にずれていることにより、励起光が蛍光ホイールに照射された後、励起光の一部が第１の蛍光体層に照射された後に第１の蛍光を励起し、励起光の一部が励起光透過領域を透過して第２の蛍光体層に照射された後に第２の蛍光を励起し、即ち、励起光が蛍光ホイールに照射された光点の一部が励起光反射領域に位置して第１の蛍光を励起し、一部が励起光透過領域に位置して第２の蛍光を励起し、蛍光ホイールの温度を効果的に低下させ、蛍光体の効率を向上させる。同時に透過領域及び反射領域の光点のサイズはいずれもシステムの最適な光点のサイズを満たし、レンズなどによって光路を合波した後、透過励起された第２の蛍光及び反射励起された第１の蛍光が一つの光路に合波されるため、約２倍の励起効率を得ることができる。

本願のいくつかの実施例において、前記ベースは、反射層及び透過層を含み、
前記反射層と前記透過層とは積層して設置され、透過層における前記反射層に覆われた部分は前記励起光反射領域であり、又は、前記反射層は前記励起光反射領域であり、前記透過層における前記反射層に覆われていない部分は励起光透過領域である。

上記技術案において、反射層と透過層とは積層して設置され、構造が簡単であり、組み立てやすい。また、このような構造は、第１の蛍光体層と第２の蛍光体層との間の軸方向の距離を増大させることができ、蛍光ホイールの温度の低下に有利である。

本願のいくつかの実施例において、前記透過層は前記反射層の縁部を超えて延在し、前記第２の蛍光体層は前記透過層における前記反射層を超えた部分に設置されている。

上記技術案において、第２の蛍光体層が透過層における反射層を超えた部分に設置されることにより、第２の蛍光体層が反射層に遮られず、励起光が第２の蛍光体層をより励起しやすい。

本願のいくつかの実施例において、前記ベースは、反射層及び透過層を含み、
前記透過層は環状であり、前記透過層は前記反射層の外周縁に嵌設され、前記反射層は前記励起光反射領域であり、前記透過層は前記励起光透過領域である。

上記技術案において、透過層が環状であり、透過層が反射層の外周縁に嵌設されるため、蛍光ホイールの体積を効果的に減少させることができる。

本願のいくつかの実施例において、前記透過層には、膜層が設けられ、
前記膜層は、励起光を透過し、前記第２の蛍光体層により励起された蛍光を反射するのに用いられる。

上記技術案において、透過層に膜層が設けられ、膜層は第２の蛍光体層により励起された蛍光を反射することができ、蛍光が周囲に出射されることを回避することができる。

本願のいくつかの実施例において、前記蛍光ホイールの軸方向での前記第２の蛍光体層の投影領域は、前記膜層内に含まれる。

上記技術案において、蛍光ホイールの軸方向での第２の蛍光体層の投影領域が膜層内に含まれ、膜層はより多くの蛍光を反射して、蛍光を指定方向に沿ってより集中的に出射することができる。

本願のいくつかの実施例において、前記膜層は、前記透過層に設けられたコーティング膜である。

上記技術案において、透過層上の膜層はコーティング膜であり、成形プロセスが簡単であり、成形製造しやすい。

本願のいくつかの実施例において、前記第１の蛍光体層の分布経路と前記第２の蛍光体層の分布経路とはいずれも環状であり、前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とは同軸に設置され、前記第１の蛍光体層の外径と前記第２の蛍光体層の内径とは等しい。

上記技術案において、第１の蛍光体層の外径と第２の蛍光体層の内径とが等しく、即ち第１の蛍光体層の外輪郭と第２の蛍光体層の内輪郭とが一致されることにより、第１の蛍光体層及び第２の蛍光体層は励起光を十分に利用することができる。

本願のいくつかの実施例において、前記励起光反射領域には、励起光を透過するための透過部が設けられている。

上記技術案において、励起光反射領域には透過部が設けられ、第１の蛍光体層を励起する励起光は、透過部を透過することができ、透過部を透過する励起光を利用して補光を行うことができる。

本願のいくつかの実施例において、前記励起光反射領域には反射構造が設けられ、
同一の入射方向に沿って第１の蛍光体層に照射された励起光の反射光線は、反射構造に照射された励起光の反射光線と夾角を呈する。

上記技術案において、励起光反射領域に反射構造が設けられ、反射構造は励起光を反射することができ、反射構造で反射された励起光を利用して補光を行うことができる。

本願のいくつかの実施例において、前記反射構造は、第１の反射ミラー又は乱反射粒子を含む。

上記技術案において、反射構造は第１の反射ミラー又は乱反射粒子であり、構造が簡単であり、実現しやすい。

第２の態様において、本願の実施例は、光源モジュールを提供し、前記光源モジュールは、第１の光源、光合波系及び蛍光ホイールを含み、
前記蛍光ホイールは、ベース、第１の蛍光体層及び第２の蛍光体層を含み、前記ベースは、励起光反射領域及び励起光透過領域を含み、前記第１の蛍光体層は、前記励起光反射領域における光に面する一面に設置され、且つ前記ベースの円周方向に沿って分布され、前記第２の蛍光体層は、前記励起光透過領域における光に背向する一面に設置され、且つ前記ベースの円周方向に沿って分布され、前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とは、前記ベースの径方向で少なくとも部分的にずれており、
前記第１の光源から発した励起光の一部は、前記第１の蛍光体層に照射され、且つ第１の蛍光を励起し、前記第１の光源から発した励起光の一部は、前記励起光透過領域を透過して前記第２の蛍光体層に照射され、且つ第２の蛍光を励起し、
前記光合波系は、前記第１の蛍光と前記第２の蛍光とを合波するのに用いられる。

上記技術案において、第１の光源から発した励起光の一部は第１の蛍光体層に照射され、且つ第１の蛍光を励起し、第２の光源から発した励起光の一部は励起光透過領域を透過して第２の蛍光体層に照射され、且つ第２の蛍光を励起し、光合波系により第１の蛍光と第２の蛍光とを合波し、蛍光ホイールの温度を効果的に低下させ、蛍光体の効率を向上させ、系の光効率を効果的に向上させることができる。

本願のいくつかの実施例において、前記光合波系は、第１の集光整形レンズ群、ダイクロイックミラー、プリズム、第２の集光整形レンズ群、カラーフィルタホイール、ライトロッド及び光路折り曲げレンズ群を含み、
前記第１の蛍光は、前記第１の集光整形レンズ群、前記ダイクロイックミラー、前記プリズム、前記第２の集光整形レンズ群、前記カラーフィルタホイールを順次通過して、前記ライトロッドに入り、
前記第２の蛍光は、前記光路折り曲げレンズ群、前記プリズム、前記第２の集光整形レンズ群、前記カラーフィルタホイールを順次通過して、前記ライトロッドに入る。

上記技術案において、第１の蛍光体層により励起された第１の蛍光は、励起光反射領域により反射された後に第１の集光整形レンズ群に入り、第１の蛍光は、第１の集光整形レンズ群によって集光整形された後、ダイクロイックミラーを経てプリズムに入り、プリズムを透過した後、第２の集光整形レンズ群は、第１の蛍光を再度集光整形し、カラーフィルタホイールが第１の蛍光の色を濾過した後、第１の蛍光は、最終的にライトロッドに入って均一化される。

第２の蛍光体層により励起された第２の蛍光は、光路折り曲げレンズ群により光路が変更された後にプリズムに入り、第２の蛍光は、プリズムにより全反射された後に第２の集光整形レンズ群に入り、第２の集光整形レンズ群は、第２の蛍光を再度集光整形し、カラーフィルタホイールが第１の蛍光の色を濾過した後、第１の蛍光は、最終的にライトロッドに入って均一化される。

本願のいくつかの実施例において、前記光源モジュールはさらに第２の光源を含み、前記第２の光源から発した励起光は、前記ダイクロイックミラー、前記プリズム、前記第２の集光整形レンズ群、前記カラーフィルタホイールを順次通過して、前記ライトロッドに入る。

上記技術案において、第２の光源から発した励起光は、ダイクロイックミラー、プリズム、第２の集光整形レンズ群、カラーフィルタホイールを順次通過して、ライトロッドに入り、第２の光源を設置することにより励起光を補償する。

本願のいくつかの実施例において、前記励起光反射領域には、励起光を透過するための透過部が設けられ、
前記第１の光源から発した励起光は、前記透過部を透過して、前記光路折り曲げレンズ群、前記プリズム、前記第２の集光整形レンズ群、前記カラーフィルタホイールを順次通過して、前記ライトロッドに入る。

上記技術案において、第１の光源から発した励起光は、透過部を透過して、光路折り曲げレンズ群、プリズム、第２の集光整形レンズ群、カラーフィルタホイールを順次通過して、ライトロッドに入り、励起光を補償する。

本願のいくつかの実施例において、前記励起光反射領域には、反射構造が設けられ、同一の入射方向に沿って第１の蛍光体層に照射された励起光の反射光線と反射構造に照射された励起光の反射光線とは、夾角を呈し、
前記光源モジュールは、第２の反射ミラーをさらに含み、
前記第１の光源から発した励起光が前記反射構造に照射された後の反射光線は、前記第２の反射ミラー、前記ダイクロイックミラー、前記プリズム、前記第２の集光整形レンズ群、前記カラーフィルタホイールを順次通過して、前記ライトロッドに入る。

上記技術案において、第１の光源から発した一部の励起光が反射構造に照射された後の反射光線が、第２の反射ミラー、ダイクロイックミラー、プリズム、第２の集光整形レンズ群、カラーフィルタホイールを順次通過してライトロッドに入ることにより、励起光を補償する。

本願のいくつかの実施例において、前記光源モジュールは、入射光学系をさらに含み、
前記入射光学系は、集束コリメートレンズ群及び拡散シートを含み、前記第１の光源から発した励起光は、前記集束コリメートレンズ群、前記拡散シート、前記ダイクロイックミラー及び前記第１の集光整形レンズ群を順次通過して、前記蛍光ホイールに照射される。

上記技術案において、第１の光源から発した励起光は、集束コリメートレンズ群により集束コリメートされた後、さらに拡散シートにより均一化処理を行い、さらにダイクロイックミラーを経て第１の集光整形レンズ群に入り、さらに第１の集光整形レンズ群により集光整形された後、蛍光ホイールに照射される。励起光が第１の集光整形レンズ群により集光された後、適切な光点のサイズを得ることができる。光点のサイズは、最適な光点の２倍であってもよく、光点の半分が第１の蛍光体層に集束され、光点の他の半分が第２の蛍光体層に集束される。

第３の態様において、本願の実施例は、上記第２の態様の実施例に係る光源モジュールを含むプロジェクタを提供する。

上記技術案において、プロジェクタは上記光源モジュールを有し、蛍光ホイールの温度を効果的に低下させ、蛍光体の効率を向上させ、系の光効率を効果的に向上させることができる。

以下、本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、実施例に必要な図面を簡単に紹介する。理解すべきことは、以下の図面は本願のいくつかの実施例のみを示すため、範囲を限定するものと見なされてはいけない。当業者にとって、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の関連する図面を取得することができる。

本願の実施例１に係る蛍光ホイールの第１種類の可能な構造模式図である。 図１に示すＡ矢視図である。 本願の実施例１に係る蛍光ホイールの第２種類の可能な構造模式図である。 本願の実施例１に係る蛍光ホイールの第３種類の可能な構造模式図である。 本願の実施例１に係る蛍光ホイールの第４種類の可能な構造模式図である。 本願の実施例２に係る蛍光ホイールの構造模式図である。 本願の実施例３に係る蛍光ホイールの構造模式図である。 本願の実施例４に係る蛍光ホイールの構造模式図である。 本願の実施例５に係る光源モジュールの第１種類の可能な構造模式図である。 本願の実施例５に係る光源モジュールの第２種類の可能な構造模式図である。 本願の実施例５に係る光源モジュールの第３種類の可能な構造模式図である。 本願の実施例５に係る光源モジュールの第４種類の可能な構造模式図である。 本願の実施例５に係る光源モジュールの第５種類の可能な構造模式図である。

以下、本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、本願の実施例における図面を参照しながら、本願の実施例における技術案を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明された実施例は本願の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。なお、ここで説明及び示される本願の実施形態における構成要素は、様々な異なる構成を有して配置及び設計され得る。

したがって、下記の図面に係る本願の実施例に対する詳細な説明は請求された本願の範囲を限定するものではなく、本願の選択された実施例のみを示す。本願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を要さずに想到し得る他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。

説明すべきものとして、衝突しない場合に、本願における実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。

注意すべきことは、類似する符号及びアルファベットが以下の図面で類似するものを示すため、あるものが一つの図面で定義される場合、その後の図面でそれをさらに定義し解釈する必要はない。

本願の実施例の説明において、説明すべきこととして、指示方向又は位置関係は、図示された方向又は位置関係に基づくものであり、又は当該出願製品の使用時に通常配置された方向又は位置関係であり、又は当業者が通常理解した方向又は位置関係であり、又は当該出願製品の使用時に通常配置された方向又は位置関係であり、単に本願を説明し且つ説明を簡略化するためであり、示された装置又は素子が特定の方向を有し、特定の方向で構成され且つ操作されなければならないことを指示するか又は暗示するものではないため、本願を限定するものと理解すべきではない。また、用語「第１」、「第２」は単に区別して説明するのに用いられ、相対的な重要性を指示するか又は暗示すると理解してはいけない。

［実施例１］
図１、図２に示すように、本実施例は、蛍光ホイール１００を提供し、蛍光ホイール１００は、ベース１０、第１の蛍光体層２０及び第２の蛍光体層３０を含み、ベース１０は、励起光反射領域１１及び励起光透過領域１２を含む。第１の蛍光体層２０は、励起光反射領域１１における光に面する一面に設置され、且つベース１０の円周方向に沿って分布されている。第２の蛍光体層３０は、励起光透過領域１２における光に背向する一面に設置され、且つベース１０の円周方向に沿って分布されている。第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０とは、ベース１０の径方向で少なくとも部分的にずれている。

励起光が蛍光ホイール１００に照射された後、励起光の一部が第１の蛍光体層２０に照射された後に第１の蛍光を励起し、励起光の一部が励起光透過領域１２を透過して第２の蛍光体層３０に照射された後に第２の蛍光を励起し、即ち、励起光が蛍光ホイール１００に照射された光点の一部が励起光反射領域１１に位置して第１の蛍光を励起し、一部が励起光透過領域１２に位置して第２の蛍光を励起し、これにより、高すぎる光点のエネルギーによって蛍光ホイール１００の温度が比較的高くなるという問題を解決し、蛍光体の効率を向上させる。また、第１の蛍光及び第２の蛍光は、光合波系により合波することができ、光効率を効果的に向上させることができる。

説明すべきものとして、励起光反射領域１１は、ベース１０における励起光を反射できる部分であり、励起光透過領域１２は、ベース１０における励起光を透過できる領域である。

第１の蛍光体層２０は、励起光反射領域１１に塗布された蛍光体であり、第１の蛍光体層２０における蛍光体は、１種類の色であってもよく、複数種類の色であってもよい。第１の蛍光体層２０における蛍光体が複数の色、例えば赤、黄、緑であれば、第１の蛍光体層２０を三つの領域に分割することができ、各領域は１種類の色の蛍光体に対応する。

第２の蛍光体層３０は、励起光透過領域１２に塗布された蛍光体であり、第２の蛍光体層３０における蛍光体は、１種類の色であってもよく、複数種類の色であってもよい。第２の蛍光体層３０における蛍光体が複数の色、例えば赤、黄、緑であれば、第２の蛍光体層３０を三つの領域に分割することができ、各領域は１種類の色の蛍光体に対応する。

本実施例において、第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０とは、いずれも赤、黄、緑の３種類の色の蛍光体であり、第１の蛍光体層２０は、第２の蛍光体層３０における同じ色の領域に対応する。

励起光が第１の蛍光体層２０及び第２の蛍光体層３０に照射されると、いずれも蛍光を励起することができ、励起光は、青色レーザ、紫外線などであってもよい。本実施例において、例として、励起光は、青色レーザである。

さらに、図１を参照し続けると、ベース１０は、反射層１３及び透過層１４を含む。反射層１３と透過層１４とは積層して設置され、透過層１４における反射層１３に覆われた部分は励起光反射領域１１であり、又は、反射層１３は励起光反射領域１１であり、透過層１４における反射層１３に覆われていない部分は励起光透過領域１２である。

反射層１３と透過層１４とは積層して設置され、構造が簡単であり、組み立てやすい。また、このような構造はさらに第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０との間の軸方向の距離を増大させることができ、蛍光ホイール１００の温度を低下させるのに有利である。

本実施例において、反射層１３及び透過層１４はいずれも板状構造であり、反射層１３及び透過層１４は複数種類の材質であってもよい。例示的に、反射層１３はアルミニウム基板であり、透過層１４はサファイア基板である。

本実施例において、反射層１３は透過層１４の上側に位置し、反射層１３は励起光反射領域１１である。

このような場合、励起光反射領域１１における光に面する一面は、反射層１３の厚さ方向で透過層１４から離れる面であり、励起光透過領域１２における光に背向する一面は、透過層１４における反射層１３に覆われていない部分の厚さ方向で反射層１３から離れる面である。励起光透過領域１２における光に面する一面は、透過層１４における反射層１３に覆われていない部分の厚さ方向で反射層１３に近接する面である。理解できるように、第１の蛍光体層２０は、反射層１３における透過層１４から離れる面に設けられ、第２の蛍光体層３０は、透過層１４における反射層１３から離れる面に設けられる。

当然のことながら、図３に示すように、反射層１３は、透過層１４の下側に位置してもよく、透過層１４における前記反射層１３に覆われた部分が励起光反射領域１１である。理解できるように、第１の蛍光体層２０は、透過層１４における反射層１３から離れる面に設けられ、第２の蛍光体層３０は、透過層１４における反射層１３に近接する面に設けられている。

選択的に、図１を参照し続けると、透過層１４は、反射層１３の縁部を超えて延在し、第２の蛍光体層３０は、透過層１４における反射層１３を超えた部分に設置されている。第２の蛍光体層３０が透過層１４における反射層１３を超えた部分に設置されることにより、第２の蛍光体層３０が反射層１３に遮られず、励起光が第２の蛍光体層３０をより励起しやすい。

透過層１４の分布経路と反射層１３の分布経路とはいずれも環状であり、透過層１４と反射層１３とは同軸に設置されている。反射層１３の外径は透過層１４の外径より小さく、透過層１４における反射層１３の縁部を超えて延在した部分（透過層１４における反射層１３に覆われていない部分）も環状である。

本実施例において、透過層１４と反射層１３とは、接続部材１５により接続されている。接続部材１５は、軸部１５１、第１の位置制限部１５２及び第２の位置制限部１５３を含み、第１の位置制限部１５２及び第２の位置制限部１５３はそれぞれ軸部１５１の両端に接続されている。透過層１４及び反射層１３はいずれも軸部１５１の外側に嵌設され、透過層１４及び反射層１３は、第１の位置制限部１５２と第２の位置制限部１５３との間に制限されている。他の実施例において、透過層１４と反射層１３とは他の方式で接続されてもよく、例えば両者は互いに接着されている。

接続部材１５は、透過層１４と反射層１３とを接続する役割を果たす以外にも、モータとの接続に用いられることができるため、モータにより蛍光ホイール１００全体を回転させることができる。

当然のことながら、ベース１０はさらに他の構造であってもよく、例えば、図４に示すように、ベース１０は、透過層１４及び反射層１３を含む以外にも、さらに底層１６を含み、反射層１３、透過層１４及び底層１６は順次積層されている。反射層１３、透過層１４及び底層１６の三者はいずれも接続部材１５の軸部１５１の外側に嵌設され、透過層１４、反射層１３及び底層１６の三者は、接続部材１５の第１の位置制限部１５２と第２の位置制限部１５３との間に制限されている。例示的に、底層１６は、反射層１３と同じ大きさのアルミニウム基板である。

さらに、図１を参照し続けると、第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０とはいずれも環状であり、第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０とは同軸に設置され、第１の蛍光体層２０の外径と第２の蛍光体層３０の内径とは等しい。即ち、第１の蛍光体層２０の外輪郭と第２の蛍光体層３０の内輪郭とが一致されることにより、第１の蛍光体層２０及び第２の蛍光体層３０は励起光を十分に利用することができる。

説明すべきことは、第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０とが同軸に設置され、第１の蛍光体層２０の外径と第２の蛍光体層３０の内径とが等しく、即ち、第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０とが、ベース１０の径方向でちょうど完全にずれている。

選択的に、図１に示すように、透過層１４には膜層１４１が設けられ、膜層１４１は、励起光を透過し、第２の蛍光体層３０により励起された蛍光を反射するのに用いられる。本実施例において、膜層１４１は、透過層１４における反射層１３に近接する面に設けられている。他の実施例において、膜層１４１は、透過層１４における反射層１３から離れる面に設置されてもよく、この時、膜層１４１は透過層１４と第２の蛍光体層３０との間に位置する。

選択的に、蛍光ホイール１００の軸方向での第２の蛍光体層３０の投影領域は、膜層１４１内に含まれる。このような構造により、膜層１４１はより多くの蛍光を反射することができ、蛍光をより集中的に指定方向に沿って出射することができる。

図１を参照し続けると、励起光が蛍光ホイール１００に照射される場合、励起光は、膜層１４１、透過層１４を順次透過して第２の蛍光体層３０に照射され、且つ蛍光を励起し、膜層１４１は励起された蛍光を反射することができ、蛍光が周囲に出射されることを回避する。

当然のことながら、第２の蛍光体層３０が励起光透過領域１２における光に背向する一面に設置されているため、膜層１４１の設置により、第２の蛍光体層３０により励起された蛍光を制御することができ、蛍光が周囲に出射されることを回避する。第２の蛍光体層３０が励起光透過領域１２における光に面する一面に設置されると、光を制御できず、周囲に出射される。

選択的に、膜層１４１は、透過層１４における反射層１３に近接する面に設けられたコーティング膜であり、成形プロセスが簡単であり、成形製造しやすい。

本実施例において、反射層１３は厚い積層構造であり、当然のことながら、図５に示すように、反射層１３は透過層１４に設けられたコーティング膜であってもよく、当該コーティング膜は励起光を反射するだけでなく蛍光を反射することができる。

［実施例２］
図６に示すように、本実施例は、蛍光ホイール１００を提供し、上記実施例１との相違とは、ベース１０の透過層１４と反射層１３との配置方式が異なることである。

本実施例において、ベース１０の透過層１４は環状であり、透過層１４は反射層１３の外周縁に嵌設されている。このような場合、反射層１３は励起光反射領域１１であり、透過層１４は励起光透過領域１２である。

本実施例において、反射層１３及び透過層１４はいずれも板状構造であり、反射層１３及び透過層１４は複数種類の材質であってもよい。例示的に、反射層１３はアルミニウム基板であり、透過層１４はサファイア基板である。

励起光反射領域１１における光に面する一面は、反射層１３の上面であり、励起光反射領域１１における光に背向する一面は、反射層１３の下面である。励起光透過領域１２における光に面する一面は、透過層１４の上面であり、励起光透過領域１２における光に背向する一面は、透過層１４の下面である。

反射層１３と透過層１４とは、複数種類の方式で接続されてよい。例示的に、反射層１３と透過層１４とは、接着の方式で互いに接続されている。

本実施例において、反射層１３は環状であってもよく、反射層１３の中心位置には、モータに接続するための接続部材１５が設置されている。反射層１３の厚さと透過層１４の厚さとは一致し、反射層１３の上面と透過層１４の上面とは、同一平面にある。

さらに、第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０とはいずれも環状であり、第１の蛍光体層２０と第２の蛍光体層３０とは同軸に設置され、第１の蛍光体層２０の外径と第２の蛍光体層３０の内径とは等しい。

選択的に、透過層１４には膜層１４１が設けられ、膜層１４１は、励起光を透過し、第２の蛍光体層により励起された蛍光を反射するのに用いられる。

本実施例において、膜層１４１は、透過層１４の上面に設けられている。他の実施例において、膜層は透過層１４の下面に設置されてもよく、この時、膜層１４１は、透過層１４と第２の蛍光体層３０との間に位置する。

選択的に、蛍光ホイール１００の軸方向での第２の蛍光体層３０の投影領域は、膜層１４１内に含まれる。このような構造により、膜層１４１はより多くの蛍光を反射することができ、蛍光をより集中的に指定方向に沿って出射することができる。

選択的に、膜層１４１は、透過層１４における反射層１３に近接する面に設けられたコーティング膜であり、成形プロセスが簡単であり、成形製造しやすい。

本実施例において、透過層１４は、反射層１３の外側に嵌設されている。他の実施例において、反射層１３は、透過層１４の外側に嵌設されていてもよい。

［実施例３］
図７に示すように、本実施例は、蛍光ホイール１００を提供し、上記実施例１との相違とは、励起光反射領域１１には励起光を透過するための透過部１１１が設けられていることである。

蛍光ホイール１００の回転過程において、第１の蛍光体層２０を励起する励起光は、透過部１１１を間欠的に透過することができ、透過部１１１を透過する励起光を利用して補光を行うことができる。

本実施例において、透過部１１１は、ベース１０の透過層１４に開設された透光孔である。透光孔は、一つ、二つ又は複数であってもよい。例示的に、透光孔は二つであり、二つの透光孔は、ベース１０における軸線の中心に対して対称である。

当然のことながら、実施例２に係る蛍光ホイール１００の励起光反射領域１１には、励起光を透過するための透過部１１１を設置することができる。

［実施例４］
図８に示すように、本実施例は、蛍光ホイール１００を提供し、上記実施例１との相違とは、励起光反射領域１１には反射構造１１２が設けられていることである。同一の入射方向に沿って第１の蛍光体層２０に照射された励起光の反射光線と反射構造１１２に照射された励起光の反射光線とは、夾角を呈する。

反射構造１１２は、反射層１３に設けられた第１の反射ミラー又は乱反射粒子などであってもよい。

蛍光ホイール１００の回転過程において、第１の蛍光体層２０を励起する励起光は、反射構造１１２に間欠的に照射することができ、反射構造１１２により反射された励起光を利用して補光を行うことができる。

当然のことながら、実施例２に係る蛍光ホイール１００の励起光反射領域１１には、反射構造１１２を設置することができる。

他の実施例において、励起光反射領域１１には、反射構造１１２及び透過部１１１が同時に設置されてもよい。

［実施例５］
図９～図１２に示すように、本実施例は、光源モジュール２００を提供し、光源モジュール２００は、第１の光源２１０、光合波系２２０及び上記任意の実施例における蛍光ホイール１００を含む。

第１の光源２１０は、蛍光ホイール１００に励起光を提供するのに用いられる。第１の光源２１０から発した励起光の一部は、第１の蛍光体層２０に照射され、且つ第１の蛍光を励起し、第１の光源２１０から発した励起光の一部は、励起光透過領域１２を透過して第２の蛍光体層３０に照射され、且つ第２の蛍光を励起する。光合波系２２０は、第１の蛍光と第２の蛍光とを合波するのに用いられる。

第１の光源２１０から発した励起光の一部が第１の蛍光体層２０に照射された後に第１の蛍光を励起し、第２の光源２４０から発した励起光の一部が励起光透過領域１２を透過して第２の蛍光体層３０に照射された後に第２の蛍光を励起し、光合波系２２０により第１の蛍光と第２の蛍光とを合波することにより、蛍光ホイール１００の温度を効果的に低下させ、蛍光体の効率を向上させ、系の光効率を効果的に向上させることができる。

ここで、第１の光源２１０は、青色レーザ光源、紫外線光源又はＬＥＤ（発光ダイオード）光源ランプであってもよい。本実施例において、第１の光源２１０は、青色レーザ光源であり、第１の光源２１０から発した励起光は、青色レーザである。

光合波系２２０の役割は、第１の蛍光と第２の蛍光とを合波することである。本実施例において、光合波系２２０は、第１の集光整形レンズ群２２１、ダイクロイックミラー２２２、プリズム２２３、第２の集光整形レンズ群２２４、カラーフィルタホイール２２５、ライトロッド２２６及び光路折り曲げレンズ群２２７を含む。第１の蛍光は、第１の集光整形レンズ群２２１、ダイクロイックミラー２２２、プリズム２２３、第２の集光整形レンズ群２２４、カラーフィルタホイール２２５を順次通過して、ライトロッド２２６に入る。第２の蛍光は、光路折り曲げレンズ群２２７、プリズム２２３、第２の集光整形レンズ群２２４、カラーフィルタホイール２２５を順次通過して、ライトロッド２２６に入る。

第１の蛍光体層２０により励起された第１の蛍光は、励起光反射領域１１により反射された後に第１の集光整形レンズ群２２１に入り、第１の蛍光は、第１の集光整形レンズ群２２１により集光整形された後、ダイクロイックミラー２２２を経てプリズムに入り、プリズム２２３を透過した後、第２の集光整形レンズ群２２４は、第１の蛍光を再度集光整形し、カラーフィルタホイール２２５が第１の蛍光の色を濾過した後、第１の蛍光は、最終的にライトロッド２２６に入って均一化される。

第２の蛍光体層３０により励起された第２の蛍光は、光路折り曲げレンズ群２２７により光路を変更した後にプリズム２２３に入り、第２の蛍光は、プリズム２２３により全反射された後に第２の集光整形レンズ群２２４に入り、第２の集光整形レンズ群２２４は、第２の蛍光を再度集光整形し、カラーフィルタホイールが第１の蛍光の色を濾過した後、第１の蛍光は、最終的にライトロッド２２６に入って均一化される。

例示的に、第１の集光整形レンズ群２２１は、第１の平凸レンズ２２１１及び第１の両凸レンズ２２１２を含み、第２の集光整形レンズ群２２４は、第２の両凸レンズ２２４１である。第１の蛍光体層２０により励起された第１の蛍光は、励起光反射領域１１により反射された後、第１の平凸レンズ２２１１、第１の両凸レンズ２２１２、ダイクロイックミラー２２２、プリズム２２３、第２の両凸レンズ２２４１、カラーフィルタホイール２２５を順次通過して、ライトロッド２２６に入る。

例示的に、光路折り曲げレンズ群２２７は、第２の平凸レンズ２２７１、第３の両凸レンズ２２７２、第３の反射ミラー２２７３、第４の反射ミラー２２７４及び第４の両凸レンズ２２７５を含む。第２の蛍光体層３０により励起された第２の蛍光は、第２の平凸レンズ２２７１、第３の両凸レンズ２２７２、第３の反射ミラー２２７３、第４の反射ミラー２２７４、第４の両凸レンズ２２７５、プリズム２２３、第２の両凸レンズ２２４１、カラーフィルタホイール２２５を順次通過して、ライトロッド２２６に入る。

本実施例において、光源モジュール２００は、入射光学系２３０をさらに含み、入射光学系２３０は、集束コリメートレンズ群２３１及び拡散シート２３２を含み、第１の光源２１０から発した励起光は、集束コリメートレンズ群２３１、拡散シート２３２、ダイクロイックミラー２２２、第１の集光整形レンズ群２２１を順次通過して、蛍光ホイール１００に照射される。

第１の光源２１０から発した青色レーザ光は、集束コリメートレンズ群２３１により集束コリメートされた後、さらに拡散シート２３２により均一化処理を行い、さらにダイクロイックミラー２２２を経て第１の集光整形レンズ群２２１に入り、さらに第１の集光整形レンズ群２２１により集光整形された後、蛍光ホイール１００に照射される。青色レーザは、第１の集光整形レンズ群２２１により集光された後、適切な光点のサイズを得ることができる。光点のサイズは最適な光点の２倍であってもよく、光点の半分が第１の蛍光体層２０に集束され、光点の他の半分が第２の蛍光体層３０に集束される。

例示的に、集束コリメートレンズ群２３１は、第３の平凸レンズ２３１１及び平凹レンズ２３１２を含む。第１の光源から発した青色レーザ光は、第３の平凸レンズ２３１１、平凹レンズ２３１２、拡散シート２３２、ダイクロイックミラー２２２、第１の平凸レンズ２２１１、第１の両凸レンズ２２１２を順次通過して、蛍光ホイール１００に照射される。

図９に示すように、光源モジュール２００における蛍光ホイール１００は、上記実施例１又は実施例２に係る蛍光ホイール１００である。このような構造の蛍光ホイール１００に対して、第１の光源２１０から発した青色レーザ光（励起光）が励起光反射領域１１に照射した後の反射光線は、ダイクロイックミラー２２２を通過してプリズム２２３に入ることができず、励起光透過領域１２に照射された青色レーザ光のみが光路折り曲げレンズ群２２７を通過してプリズム２２３に入る。

このような場合、第２の光源２４０を設置して光の補償を行うことができ、第２の光源２４０から発した励起光は、第１の光源２１０から発した励起光の色と同じであり、即ち第２の光源２４０から発した励起光は青色レーザである。第２の光源２４０から発した青色レーザ光は、ダイクロイックミラー２２２、プリズム２２３、第２の集光整形レンズ群２２４、カラーフィルタホイール２２５を順次通過して、ライトロッド２２６に入る。

図９において、ダイクロイックミラー２２２の特性は、青色光を透過し且つ蛍光を反射することである。第１の光源２１０から発した青色レーザは、集束コリメートレンズ群２３１により集束コリメートされた後、さらに拡散シート２３２により均一化処理を行い、さらにダイクロイックミラー２２２を透過し、第１の集光整形レンズ群２２１に入る。青色レーザにより第１の蛍光体層を励起した後、蛍光ホイール１００の励起光反射領域１１により反射された第１の蛍光は、ダイクロイックミラー２２２により反射された後、プリズム２２３に入る。

当然のことながら、ダイクロイックミラー２２２の特性は、蛍光を透過し且つ青色光を反射することであってもよい。図１０に示すように、第１の光源２１０から発した青色レーザは、集束コリメートレンズ群２３１により集束コリメートされた後、拡散シート２３２により均一化処理を行い、さらにダイクロイックミラー２２２により反射され、第１の集光整形レンズ群２２１に入る。青色レーザにより第１の蛍光体層を励起した後、蛍光ホイール１００の励起光反射領域１１により反射された第１の蛍光は、ダイクロイックミラー２２２を透過して、プリズム２２３に入る。

このような場合、光路折り曲げレンズ群２２７は、第５のミラー２２７６をさらに含む。第２の蛍光体層３０により励起された第２の蛍光は、第２の平凸レンズ２２７１、第３の両凸レンズ２２７２、第３の反射ミラー２２７３、第４の反射ミラー２２７４、第４の両凸レンズ２２７５、第５のミラー２２７６、プリズム２２３、第２の両凸レンズ２２４１、カラーフィルタホイール２２５を順次通過して、ライトロッド２２６に入る。

第２の光源２４０を増加する方式によって青色光の補償を行う以外にも、他の方式で青色光の補償を行うことができる。

図１１に示すように、光源モジュール２００における蛍光ホイール１００は、上記実施例３に係る蛍光ホイール１００であり、蛍光ホイール１００のレーザ反射領域には、透過部１１１が設置されている。

蛍光ホイール１００の回転過程において、第１の蛍光体層２０を励起する青色レーザは、透過部１１１を間欠的に透過することができ、透過部１１１を透過した励起光は、光路折り曲げレンズ群２２７を経てプリズム２２３に入り、青色光の補償を行う。

図１２に示すように、光源モジュール２００における蛍光ホイール１００は、上記実施例４に係る蛍光ホイール１００であり、蛍光ホイール１００の励起光反射領域１１には、反射構造１１２が設置されている。また、光源モジュール２００は、第２の反射ミラー２５０をさらに含み、第１の光源２１０から発した励起光が反射構造１１２に照射された後の反射光線は、第２の反射ミラー２５０、ダイクロイックミラー２２２、プリズム２２３、第２の集光整形レンズ群２２４、カラーフィルタホイール２２５を順次通過して、ライトロッド２２６に入る。

蛍光ホイール１００の回転過程において、第１の蛍光体層２０を励起する青色レーザは、反射構造１１２に間欠的に照射することができ、青色レーザは、反射構造１１２により反射された後、ダイクロイックミラー２２２、プリズム２２３、第２の集光整形レンズ群２２４、カラーフィルタホイール２２５を順次通過して、ライトロッド２２６に入り、青色光の補償を行う。

説明すべきものとして、上記光合波系２２０において、プリズム２２３は、他のレンズ、例えば光反射ミラー２２８で代替してもよい。図１３に示すように、光反射ミラー２２８は、透過膜２２８１及び反射膜２２８２を含む。第１の蛍光は、透過膜２２８１を透過して、第２の集光整形レンズ群２２４に入り、第２の蛍光は、反射膜２２８２により反射されて、第２の集光整形レンズ群２２４に入る。

［実施例６］
本実施例は、上記実施例５のいずれか一つの可能な光源モジュール２００を含むプロジェクタを提供する。プロジェクタにおける光源モジュール２００以外の他の構造は関連技術を参照することができ、ここでは説明を省略する。

以上は本願の好ましい実施例に過ぎず、本願を限定するものではなく、当業者であれば、本願は様々な修正及び変更を有することができる。本願の精神及び原則内で行ったいかなる修正、同等の置き換え、改善などは、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

１００ 蛍光ホイール
１０ ベース
１１ 励起光反射領域
１１１ 透過部
１１２ 反射構造
１２ 励起光透過領域
１３ 反射層
１４ 透過層
１４１ 膜層
１５ 接続部材
１５１ 軸部
１５２ 第１の位置制限部
１５３ 第２の位置制限部
１６ 底層
２０ 第１の蛍光体層
３０ 第２の蛍光体層
２００ 光源モジュール
２１０ 第１の光源
２２０ 光合波系
２２１ 第１の集光整形レンズ群
２２１１ 第１の平凸レンズ
２２１２ 第１の両凸レンズ
２２２ ダイクロイックミラー
２２３ プリズム
２２４ 第２の集光整形レンズ群
２２４１ 第２の両凸レンズ
２２５ カラーフィルタホイール
２２６ ライトロッド
２２７ 光路折り曲げレンズ群
２２７１ 第２の平凸レンズ
２２７２ 第３の両凸レンズ
２２７３ 第３の反射ミラー
２２７４ 第４の反射ミラー
２２７５ 第４の両凸レンズ
２２７６ 第５の反射ミラー
２２８ 光反射ミラー
２２８１ 透過膜
２２８２ 反射膜
２３０ 入射光学系
２３１ 集束コリメートレンズ群
２３１１ 第３の平凸レンズ
２３１２ 平凹レンズ
２３２ 拡散シート
２４０ 第２の光源
２５０ 第２の反射ミラー

Claims (6)

1. 蛍光ホイールであって、
   励起光反射領域及び励起光透過領域を含むベースと、
   前記励起光反射領域における光に面する一面に設置され、且つ前記ベースの円周方向に沿って分布されている第１の蛍光体層と、
   前記励起光透過領域における光に背向する一面に設置され、且つ前記ベースの円周方向に沿って分布されている第２の蛍光体層と、
   を備え、
   前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とは、前記ベースの径方向で少なくとも部分的にずれており、
   前記ベースは、反射層及び透過層を含み、前記励起光反射領域における光に面する一面は、前記反射層の上面であり、前記励起光透過領域における光に背向する一面は、前記透過層の下面であり、前記第１の蛍光体層は、前記反射層の上面に設けられ、前記第２の蛍光体層は、前記透過層の下面に設けられており、
   前記蛍光ホイールにおいて、
   前記透過層は環状であり、前記透過層は前記反射層の外周縁に嵌設及び／又は接着され、前記反射層は前記励起光反射領域であり、前記透過層は前記励起光透過領域であり、及び／又は、
   前記第１の蛍光体層の分布経路と前記第２の蛍光体層の分布経路とはいずれも環状であり、前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とは同軸に設置され、前記第１の蛍光体層の外径と前記第２の蛍光体層の内径とは等しい、
   ことを特徴とする蛍光ホイール。
2. 前記透過層には、膜層が設けられ、
   前記膜層は、励起光を透過し、前記第２の蛍光体層により励起された蛍光を反射するのに用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光ホイール。
3. 前記蛍光ホイールの軸方向での前記第２の蛍光体層の投影領域は、前記膜層内に含まれる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の蛍光ホイール。
4. 前記膜層は、前記透過層に設けられたコーティング膜である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の蛍光ホイール。
5. 第１の光源、光合波系及び蛍光ホイールを含む光源モジュールであって、
   前記蛍光ホイールは、ベース、第１の蛍光体層及び第２の蛍光体層を含み、前記ベースは、励起光反射領域及び励起光透過領域を含み、前記第１の蛍光体層は、前記励起光反射領域における光に面する一面に設置され、且つ前記ベースの円周方向に沿って分布され、前記第２の蛍光体層は、前記励起光透過領域における光に背向する一面に設置され、且つ前記ベースの円周方向に沿って分布され、前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とは、前記ベースの径方向で少なくとも部分的にずれており、
   前記第１の光源から発した励起光の一部は、前記第１の蛍光体層に照射され、且つ第１の蛍光を励起し、前記第１の光源から発した励起光の一部は、前記励起光透過領域を透過して前記第２の蛍光体層に照射され、且つ第２の蛍光を励起し、
   前記光合波系は、前記第１の蛍光と前記第２の蛍光とを合波するのに用いられ、
   前記ベースは、反射層及び透過層を含み、前記励起光反射領域における光に面する一面は、前記反射層の上面であり、前記励起光透過領域における光に背向する一面は、前記透過層の下面であり、前記第１の蛍光体層は、前記反射層の上面に設けられ、前記第２の蛍光体層は、前記透過層の下面に設けられており、
   前記蛍光ホイールにおいて、
   前記透過層は環状であり、前記透過層は前記反射層の外周縁に嵌設及び／又は接着され、前記反射層は前記励起光反射領域であり、前記透過層は前記励起光透過領域であり、及び／又は、
   前記第１の蛍光体層の分布経路と前記第２の蛍光体層の分布経路とはいずれも環状であり、前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とは同軸に設置され、前記第１の蛍光体層の外径と前記第２の蛍光体層の内径とは等しい、
   ことを特徴とする光源モジュール。
6. 請求項５に記載の光源モジュールを含むことを特徴とするプロジェクタ。

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