DE112015001042T5

DE112015001042T5 - Lichtquellenvorrichtung

Info

Publication number: DE112015001042T5
Application number: DE112015001042.4T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Yamada; Nobutaka Kobayashi; Shinji Yagyu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-12-29
Also published as: JPWO2015129656A1; CN106030403B; US20160334695A1; CN106030403A; JP6141512B2; WO2015129656A1

Abstract

Eine Lichtquellenvorrichtung (2), enthält ein Lichtkombinierungselement (70) und ein Leuchtstoffelement (40G). Das Lichtkombinierungselement (70) lässt erstes Anregungslicht durch und reflektiert zweites Anregungslicht. Das Leuchtstoffelement (40G) empfängt das erste Anregungslicht und das zweite Anregungslicht und emittiert Fluoreszenz. Ein Emissionswinkel des von dem Lichtkombinierungselement (70) emittierten ersten Anregungslichts und ein Reflexionswinkel des durch das erste Kombinierungselement (70) reflektierten zweiten Anregungslichts sind verschieden voneinander, so dass eine Position (400a), an der das durch das Lichtkombinierungselement (70) hindurchgehende erste Anregungslicht das Leuchtstoffelement (40G) erreicht, und eine Position (400b), an der das durch das Lichtkombinierungselement (70) reflektierte zweite Anregungslicht das Leuchtstoffelement (40G) erreicht, verschieden voneinander sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichtquellenvorrichtung enthaltend mehrere Lichtquellen, die Anregungslicht erzeugen, und einen Leuchtstoff, der die Energie des Anregungslichts absorbiert und Fluoreszenz emittiert.
STAND DER TECHNIK
Als ein Beispiel für eine Vorrichtung, die eine Lichtquellenvorrichtung verwendet, gibt es eine Projektionsanzeigevorrichtung. Eine Projektionsanzeigevorrichtung enthält ein Lichtquellensystem, ein optisches Beleuchtungssystem und ein optisches Projektionssystem. ”Lichtquellensystem” bezieht sich beispielsweise auf ein Lichtquellensystem. ”System” bezieht sich auf eine Gruppe oder einen Mechanismus, bei denen individuelle Elemente als ein gesamtes Funktionieren, während sie zusammenwirken. Das Lichtquellensystem ist ein System enthaltend ein lichtemittierendes Element, das Licht emittiert, ein optisches Element und dergleichen. Das Lichtquellensystem emittiert Projektionslicht. Das optische Beleuchtungssystem führt das von dem Lichtquellensystem emittierte Licht zu einem Lichtventil. Das Lichtventil empfängt ein Bildsignal und gibt Bildlicht aus. Das optische Projektionssystem verstärkt und projiziert das von dem Lichtventil ausgegebene Bildlicht auf einen Schirm.
Hier bezieht sich ”Bildlicht” auf Licht, das Bildinformationen enthält. ”Lichtventil” bezieht sich auf eine optische Blende, die den Durchgang oder die Reflexion von Licht steuert. Das Lichtventil ist beispielsweise ein Flüssigkristallpaneel, eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD; eingetragene Marke), oder dergleichen. Anregungslicht ist ein allgemeiner Ausdruck für Licht, das die Anregung einer Substanz wie eines Leuchtstoffs bewirkt. Projektionslicht wird in demselben Sinne wie projiziertes Licht verwendet. ”Projektion” und ”Projizieren” beziehen sich auf Projizieren von Licht.
Herkömmliche allgemeine Lichtquellensysteme verwenden Quecksilber-Drucklampen oder Xenonlampen als Lichtquellen. In jüngerer Zeit wurden Projektionsanzeigevorrichtungen verwendet, die lichtemittierende Dioden (nachfolgend als LEDn bezeichnet), Laserdioden (LDn) (nachfolgend als Laser bezeichnet), oder andere Lichtquellen verwenden.
In Lichtquellensystemen, die LEDn oder Laser verwenden, hat ein einzelnes Lichtelement eine geringe Helligkeit im Vergleich zu einer Lampe, so dass Mittel zum Verstärken der Helligkeit erforderlich sind. Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 eine Projektionsanzeigevorrichtung, die von mehreren Anregungslichtquellen emittiertes Licht auf ein Anregungselement konzentriert, um grüne Fluoreszenz zu erzeugen, wodurch die Helligkeit erhöht wird.
Jedoch hat, wie im Patentdokument 1 beschrieben ist, ein Leuchtstoffelement das Problem der Lichtsättigung. ”Lichtsättigung” bezieht sich auf den Umstand, dass eine Verringerung der Intensität von Licht, das ausgegebenem konzentrierten umgewandelt wurde, stattfindet. Beispielsweise erhöht die im Patentdokument 1 offenbarte Projektionsanzeigevorrichtung die Gleichförmigkeit des auf das Leuchtstoffelement konzentrierten Lichtstrahls und verringert die lokale Lichtsättigung durch Anordnen eines Linsenfelds zwischen der Lichtquelle und dem kondensierenden optischen System.
DOKUMENT NACH DEM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-114980 (Seiten 99–105, 1 und 6)

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Da jedoch das Linsenfeld hinzugefügt ist, um einen Lichtstrahl gleichförmig auf den Leuchtstoff zu konzentrieren, besteht das Problem der Erhöhung der Anzahl von optischen Komponenten. Weiterhin bewirkt die Zunahme der Anzahl von optischen Komponenten Probleme wie die Verschlechterung der Montagefähigkeit und die Erhöhung der Kosten.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorbeschriebenen Probleme zu lösen, und enthält: ein Lichtkombinierungselement zum Durchlassen eines ersten Anregungslichts und zum Reflektieren eines zweiten Anregungslichts; und ein Leuchtstoffelement zum Empfangen des ersten Anregungslichts und des zweiten Anregungslichts und zum Emittieren einer ersten Fluoreszenz, wobei ein Emissionswinkel des von dem Lichtkombinierungselement emittierten, ersten Anregungslichts und ein Reflexionswinkel des von dem Lichtkombinierungselement reflektierten, zweiten Anregungslichts einander verschieden sind, so dass eine Position, an der das erste Anregungslicht durch das Lichtkombinierungselement hindurchgeht, das Leuchtstoffelement erreicht, und eine Position, an der das von dem Lichtkombinierungselement reflektierte, zweite Anregungslicht das Leuchtstoffelement erreicht, voneinander verschieden sind.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Es ist möglich, eine Lichtquellenvorrichtung mit einer verringerten lokalen Lichtsättigung eines Leuchtstoffs zu erhalten, während die Zunahme der Anzahl von optischen Komponenten herabgesetzt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
2 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer Anordnungskonfiguration von Anregungslichtquellen und Kollimatorlinsen der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer Anordnungskonfiguration von Anregungslichtquellen und Kollimatorlinsen der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 ist ein Diagramm, das eine Wellenlängen/Durchlässigkeits-Charakteristik eines Lichtkombinierungselements 70 nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
5 ist ein schematisches Diagramm, das andere Konfigurationen des Lichtkombinierungselements 70 nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Form eines Lichtintensitäts-Ausgleichelements 113 nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
7 ist ein Diagramm zum Erläutern der Charakteristiken des Lichtkombinierungselements 70.
8 ist ein Simulationsdiagramm, das eine Wirkung der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
9 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsverteilung auf einem Leuchtstoffelement 40G nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
10 ist ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis eines Punktbilds von Anregungslicht auf dem Leuchtstoffelement 40G nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
11 ist ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis eines Punktbilds von Anregungslicht auf dem Leuchtstoffelement 40G nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
12 ist ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis eines Punktbilds von Anregungslicht auf dem Leuchtstoffelement 40G nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
13 ist ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis eines Punktbilds von Anregungslicht auf dem Leuchtstoffelement 40G nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Anordnungskonfiguration einer roten Lichtquelleneinheit 30R nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
15 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Anordnungskonfiguration einer blauen Lichtquelleneinheit 20B nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
16 ist ein Diagramm zum Erläutern eines optischen Projektionssystems 124 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
17 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer Beziehung zwischen dem optischen Projektionssystem 124 und einer Projektionsfläche 150 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
18 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsverteilung auf dem Lichtintensitäts-Ausgleichelement 113 nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
19 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert.
20 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Merkmals eines sich drehenden Leuchtstoffs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
21 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Merkmals eines sich drehenden Leuchtstoffs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
22 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Merkmals eines sich drehenden Leuchtstoffs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
23 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel illustriert.
24 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel illustriert.
25 ist ein schematisches Diagramm, das eine Form eines Lichtkombinierungselements 2300 nach dem vierten Ausführungsbeispiel illustriert.
26 ist ein Simulationsdiagramm, das eine Wirkung der Projektionsanzeigevorrichtung nach dem vierten Ausführungsbeispiel illustriert.
27 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel illustriert, in welchem eine Lichtquellenvorrichtung 1004 nach dem vierten Ausführungsbeispiel für das Scheinwerferlicht eines Fahrzeugs verwendet wird.
28 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel illustriert, in welchem eine Lichtquellenvorrichtung 1005 nach dem vierten Ausführungsbeispiel für ein Scheinwerferlicht eines Fahrzeugs verwendet wird.
29 ist ein Lichtstrahlenverlaufsdiagramm zum Erläutern des Verhaltens von Lichtstrahlen in einem Beispiel, in welchem die Lichtquellenvorrichtung 1004 oder 1005 nach dem vierten Ausführungsbeispiel für das Scheinwerferlicht eines Fahrzeugs verwendet wird.
ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
XYZ-Koordinaten werden verwendet, um die Erläuterung der Zeichnungen zu erleichtern. 1 illustriert X-, Y- und Z-Achsen senkrecht zueinander. Die X-Achse ist parallel zu einer optischen Achse OA eines optischen Projektionssystems 124. Die –X-Achsenrichtung ist eine Fortpflanzungsrichtung von Licht in dem optischen Projektionssystem 124; die entgegengesetzte Richtung ist die +X-Achsenrichtung. Die Y-Achse ist parallel zu einer Höhenrichtung einer Projektionsanzeigevorrichtung 1. Die Aufwärtsrichtung der Projektionsanzeigevorrichtung 1 ist die +Y-Achsenrichtung; die Abwärtsrichtung ist die –Y-Achsenrichtung. Die Z-Achse ist parallel zu einer seitlichen Richtung der Projektionsanzeigevorrichtung 1. Das heißt, die Z-Achse ist parallel zu einer Breitenrichtung der Projektionsanzeigevorrichtung 1. Betrachtet aus einer Richtung (der –X-Achsenrichtung), in der Projektionslicht Ro von der Projektionsanzeigevorrichtung 1 emittiert wird, ist die rechte Richtung die +Z-Achsenrichtung; die linke Richtung ist die –Z-Achsenrichtung. Eine Seite der Projektionsanzeigevorrichtung 1, von der das Projektionslicht Ro emittiert wird, wird als ”die Vorderseite” bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird eine Projektionsanzeigevorrichtung als ein Beispiel beschrieben. In einer Modifikation eines vierten Ausführungsbeispiels wird ein Scheinwerferlicht für ein Fahrzeug als ein Beispiel beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
<Konfiguration der Projektionsanzeigevorrichtung 1>
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch die Hauptkomponenten der Projektionsanzeigevorrichtung 1 eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung illustriert. Wie in 1 illustriert ist, enthält die Projektionsanzeigevorrichtung 1 eine Lichtquellenvorrichtung 2, ein Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113, ein optisches Beleuchtungssystem, ein Lichtventil 121 und das optische Projektionssystem 124. Die Projektionsanzeigevorrichtung 1 kann auch ein optisches Kondensationssystem 80 enthalten.
Das optische Beleuchtungssystem kann eine Relaislinsengruppe 115, einen Ablenkspiegel 120 oder eine Kondensationslinse 122 enthalten. Die Relaislinsengruppe 115 kann beispielsweise eine Konkav-Konvex-Linse (Meniskuslinse) 116, eine Konvexlinse 117 oder eine Bikonvexlinse 118 enthalten. Das optische Kondensationssystem 80 kann beispielsweise eine Konvexlinse 81 oder eine Konkav-Konvex-Linse (Meniskuslinse) 82 enthalten.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann eine erste Anregungslicht-Quelleneinheit 10a, eine zweite Anregungslicht-Quelleneinheit 10b oder ein Lichtkombinierungselement 70 enthalten. Die erste Anregungslicht-Quelleneinheit 10a enthält beispielsweise eine erste Anregungslicht-Quellengruppe 110A und eine erste Kollimatorlinsengruppe 115A. Die zweite Anregungslicht-Quelleneinheit 10b enthält beispielsweise eine zweite Anregungslicht-Quellengruppe 110B und eine zweite Kollimatorlinsengruppe 115B.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann auch ein brennpunktloses optisches System enthalten. Das brennpunktlose optische System ist ein optisches System mit einer unendlichen Brennweite. In 1 enthält das brennpunktlose optische System beispielsweise eine Bikonvexlinse 101 und eine Bikonkavlinse 102.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann auch Linsengruppen 200 und 300 enthalten. Die Linsengruppe 200 enthält beispielsweise eine Konvexlinse 201 und eine Konkavlinse 202. Die Linsengruppe 300 enthält beispielsweise eine Konvexlinse 301 und eine Konkavlinse 302.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann auch eine Kondensationslinsengruppe 400 enthalten. In 1 enthält die Kondensationslinsengruppe 400 beispielsweise eine Konvexlinse 401 und eine asphärische Konvexlinse 402.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann auch einen Ablenkspiegel 71, ein Farbtrennfilter 72 oder ein Farbtrennfilter 73 enthalten.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann auch ein Leuchtstoffelement 40G enthalten. Das Leuchtstoffelement 40G emittiert beispielsweise grüne Fluoreszenz.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann auch eine Quelleneinheit 20B für blaues Licht enthalten. Die Quelleneinheit 20b für blaues Licht enthält beispielsweise eine Quellengruppe 210B für blaues Licht und eine Kollimatorlinsengruppe 215B.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann auch eine Quelleneinheit 30R für rotes Licht enthalten. Die Quelleneinheit 30R für rotes Licht enthält beispielsweise eine Quellengruppe 310R für rotes Licht und eine Kollimatorlinsengruppe 315R.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 kann auch eine Steuervorrichtung 3 enthalten.
Das Lichtventil 121 ist ein räumlicher Lichtmodulator, der einen auftreffenden Lichtstrahl räumlich moduliert. Das Lichtventil 121 führt eine Steuerung einer zweidimensionalen Änderung einer Charakteristik des auftreffenden Lichtstrahls durch. Hier bezieht sich ”Charakteristik” beispielsweise auf eine Phase, einen Polarisationszustand, eine Intensität oder eine Fortpflanzungsrichtung von Licht. Das Lichtventil 121 steuert Licht; oder das Lichtventil 121 stellt Licht ein. Das Lichtventil ist ein optisches Element, das Licht von einer Lichtquelle steuert und Bildlicht ausgibt. Hier bezieht sich ”Bildlicht” auf Licht mit Bildinformationen.
Das Lichtventil 121 ist beispielsweise ein räumlicher Lichtmodulator vom Reflexionstyp. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird beispielsweise eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (nachfolgend als eine DMD bezeichnet; registrierte Marke) als das Lichtventil 121 verwendet.
Jedoch ist dies nicht zwingend. Beispielsweise können ein reflektierendes Flüssigkristallelement oder ein durchlässiges Flüssigkristallelement anstelle der DMD verwendet werden. Jedoch muss ein optisches System nach dem Farbtrennfilter 73 als abhängig von dem verwendeten räumlichen Lichtmodulator angesehen werden.
Das Lichtventil 121 empfängt einen beispielsweise von der Kondensationslinse 122 emittierten Lichtstrahl.
Die Steuervorrichtung 3 erzeugt ein Modulationssteuersignal MC gemäß einem Bildsignal VS, das von einer externen Signalquelle (nicht illustriert) geliefert wurde. Die Steuervorrichtung 3 liefert das Modulationssteuersignal MC zu dem Lichtventil 121. Das Lichtventil 121 moduliert räumlich einen auftreffenden Lichtstrahl gemäß dem Modulationssteuersignal MC.
Durch die räumliche Modulation des auftreffenden Lichtstrahls erzeugt das Lichtventil 121 moduliertes Licht und gibt dieses aus. Dieses modulierte Licht wird auf eine Projektionsfläche 150 projiziert, so dass ein optisches Bild angezeigt wird. ”Moduliertes Licht” bezieht sich auf Licht, das durch Umwandeln eines Bildsignals in ein optisches Bild erhalten wird, um auf eine Projektionsfläche projiziert zu werden. ”Bildlicht” und ”moduliertes Licht” werden miteinander austauschbar verwendet. ”Projektionsfläche” bezieht sich beispielsweise auf einen Schirm, der ein Bild reflektiert.
Das optische Projektionssystem 124 bricht das von dem Lichtventil 121 emittierte modulierte Licht (Bildlicht) und emittiert das Projektionslicht Ro. Das Projektionslicht Ro wird von einer vorderen Fläche 124f des optischen Projektionssystems 124 zu der Projektionsfläche 150 hin emittiert. Das optische Projektionssystem 124 kann ein durch das modulierte Licht dargestelltes optisches Bild vergrößern auf die Projektionsfläche 150 projizieren, der ein externer Schirm oder dergleichen ist. Das optische Projektionssystem 124 verstärkt und projiziert das modulierte Licht.
Hier ist das optische Projektionssystem 124 beispielsweise eine Projektionslinse.
Die Projektionsfläche 150 ist beispielsweise ein auf der Außenseite angeordneter Schirm.
<Anregungslichtquellengruppen 110A und 110B, Leuchtstoffelement 40G und grüner Lichtstrahl>
2 ist ein schematisches Diagramm zur Erläuterung einer Anordnungskonfiguration von ersten Anregungslichtquellen (die erste Anregungslichtquellengruppe 110A) und ersten Kollimatorlinsen (die erste Kollimatorlinsengruppe 115A) der Projektionsanzeigevorrichtung 1. 3 ist ein schematisches Diagramm zur Erläuterung einer Anordnungskonfiguration von zweiten Anregungslichtquellen (die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B) und zweiten Kollimatorlinsen (die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B) der Projektionsanzeigevorrichtung 1.
Die erste Anregungslichtquelleneinheit 10a enthält mehrere erste Anregungslichtquellen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a und 55a (nachfolgend als die erste Anregungslichtquellengruppe 110A bezeichnet), die in einer Ebene angeordnet sind.
Die ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a enthält mehrere erste Kollimatorlinsen 16a, 17a, 18a, 19a, 20a, 26a, 27a, 28a, 29a, 30a, 36a, 37a, 38a, 39a, 40a, 46a, 47a, 48a, 49a, 50a, 56a, 57a, 58a, 59a und 60a (nachfolgend als die erste Kollimatorlinsengruppe 115A bezeichnet), die in einer Ebene angeordnet sind.
Die erste Kollimatorlinsengruppe 115A ist auf der –X-Achsenrichtungsseite der entsprechenden ersten Anregungslichtquellengruppe 110A angeordnet. Beispielsweise befindet sich die erste Kollimatorlinse 16a auf der –X-Achsenrichtungsseite der entsprechenden ersten Anregungslichtquelle 11a. Somit ist in 2 die erste Anregungslichtquellengruppe 110A durch gestrichelte Linien angezeigt. Beispielsweise ist die erste Anregungslichtquelle 11a durch eine gestrichelte Linie angezeigt.
Jede der ersten Anregungslichtquellen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a und 55a emittiert einen Lichtstrahl in der –X-Achsenrichtung. Das heißt, die erste Anregungsquellengruppe 110A emittiert mehrere Lichtstrahlen in der –X-Achsenrichtung.
Jede der ersten Kollimatorlinsen 16a, 17a, 18a, 19a, 20a, 26a, 27a, 28a, 29a, 30a, 36a, 37a, 38a, 39a, 40a, 46a, 47a, 48a, 49a, 50a, 56a, 57a, 58a, 59a und 60a richtet den Lichtstrahl parallel, der von der entsprechenden ersten Anregungslichtquelle 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a oder 55a emittiert wurde. Das heißt, die erste Kollimatorlinsengruppe 115A richtet die mehreren Lichtstrahlen parallel, die von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A in der –X-Achsenrichtung emittiert wurden. Beispielsweise richtet die erste Kollimatorlinse 16a den von der entsprechenden ersten Anregungslichtquelle 11a emittierten Lichtstrahl parallel.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die ersten Anregungslichtquellen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a und 55a in einer Y-Z-Ebene angeordnet.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die ersten Anregungslichtquellen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a und 55a regelmäßig angeordnet. Die regelmäßige Anordnung ist beispielsweise eine Matrixanordnung, die später beschrieben wird.
Beispielsweise können blaue Laserdioden (blaue LDn), die jeweils Laserlicht in einem blauen Wellenlängenbereich emittieren, als die ersten Anregungslichtquellen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a und 55a verwendet werden.
Der blaue Wellenlängenbereich hat eine mittlere Wellenlänge von beispielsweise 450 nm. Anregungslichtquellen mit einer mittleren Wellenlänge von 405 nm können verwendet werden.
Wie in 2 illustriert ist, ist die erste Anregungslichtquellengruppe 110A in einer Y-Z-Ebene in einer Matrix mit vier Reihen und vier Spalten angeordnet. ”Matrix” hat ”Reihen” und ”Spalten”, die zwei Richtungen senkrecht zueinander in einer Ebene haben. Beispielsweise sind die Lichtquellen oder dergleichen an Positionen angeordnet, an denen sich die ”Reihen” und die ”Spalten” schneiden. ”Angeordnet in einer Matrix” ist ein Beispiel für eine regelmäßige Anordnung in einer Ebene.
Die erste Anregungslichtquellengruppe 110A und die erste Kollimatorlinsengruppe 115A befinden sich auf der +X-Achsenrichtungsseite des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 und der Relaislinsengruppe 115.
Die erste Anregungslichtquellengruppe 110A emittiert Lichtstrahlen in der –X-Achsenrichtung.
Die erste Kollimatorlinsengruppe 115A befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A.
Die erste Kollimatorlinsengruppe 115A wandelt das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht in parallele Lichtstrahlen um und emittiert diese.
Die erste Kollimatorlinsengruppe 115A emittiert das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht in der –X-Achsenrichtung.
Das Lichtkombinierungselement 70 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der ersten Kollimatorlinsengruppe 115A.
Die von der ersten Kollimatorlinsengruppe 115A emittierten, parallelen Lichtstrahlen treffen auf das Lichtkombinierungselement 70. Die auf das Lichtkombinierungselement 70 auftreffenden, parallelen Lichtstrahlen gehen dann durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurch. Das heißt, das Lichtkombinierungselement 70 hat eine Charakteristik des Durchlassens paralleler Lichtstrahlen, die von der ersten Kollimatorlinsengruppe 115A emittiert wurden. Die Charakteristik des Lichtkombinierungselements 70 wird später beschrieben.
Die durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurchgehenden, parallelen Lichtstrahlen pflanzen sich dann in der –X-Achsenrichtung fort.
Die bikonvexe Linse 101 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtkombinierungselements 70. Die parallelen Lichtstrahlen, die durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurchgehen, pflanzen sich dann zu der bikonvexen Linse 101 hin fort.
Die zweite Anregungslichtquelleneinheit 10b enthält mehrere zweite Anregungslichtquellen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b und 55b (nachfolgend als die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B bezeichnet), die in einer planaren Weise angeordnet sind.
Die zweite Anregungslichtquelleneinheit 10b enthält auch mehrere zweite Kollimatorlinsen 16b, 17b, 18b, 19b, 20b, 26b, 27b, 28b, 29b, 30b, 36b, 37b, 38b, 39b, 40b, 46b, 47b, 48b, 49b, 50b, 56b, 57b, 58b, 59b und 60b (nachfolgend als die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B bezeichnet), die in einer planaren Weise angeordnet sind.
Die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B ist auf der –Z-Achsenrichtungsseite der entsprechenden zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B angeordnet. Beispielsweise ist die zweite Kollimatorlinse 16B auf der –Z-Achsenrichtungsseite der entsprechenden zweiten Anregungslichtquelle 11b angeordnet. Somit ist in 3 die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B durch gestrichelte Linien angezeigt. Beispielsweise ist die zweite Anregungslichtquelle 11b durch eine gestrichelte Linie angezeigt.
Jede der zweiten Anregungslichtquellen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b und 55b emittiert einen Lichtstrahl in der –Z-Achsenrichtung. Die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B emittiert mehrere Lichtstrahlen in der –Z-Achsenrichtung.
Jede der zweiten Kollimatorlinsen 16b, 17b, 18b, 19b, 20b, 26b, 27b, 28b, 29b, 30b, 36b, 37b, 38b, 39b, 40b, 46b, 47b, 48b, 49b, 50b, 56b, 57b, 58b, 59b und 60b richtet den von der entsprechenden zweiten Anregungslichtquelle 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b oder 55b emittierten Lichtstrahl parallel. Die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B richtet die mehreren von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierten Lichtstrahlen in der –Z-Achsenrichtung parallel. Beispielsweise richtet die zweite Kollimatorlinse 16b den von der entsprechenden zweiten Anregungslichtquelle 11b emittierten Lichtstrahl parallel.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Anregungslichtquellen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b und 55b in einer X-Y-Ebene angeordnet.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Anregungslichtquellen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b und 55b regelmäßig angeordnet. Die regelmäßige Anordnung ist beispielsweise eine Matrixanordnung, die später beschrieben wird.
Beispielsweise können blaue Laserdioden (blaue LDn), die jeweils Laserlicht in einem blauen Wellenlängenbereich emittieren, als die zweiten Anregungslichtquellen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b und 55b verwendet werden.
Der blaue Wellenlängenbereich hat eine mittlere Wellenlänge von beispielsweise 450 nm. Anregungslichtquellen mit einer mittleren Wellenlänge von 405 nm können verwendet werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Polarisationsrichtung der zweiten Anregungslichtquellen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b und 55b um 90 Grad von der Polarisationsrichtung der ersten Anregungslichtquellen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a und 55a.
Beispielsweise sind die ersten Anregungslichtquellen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a und 55a P-polarisiertes Licht. Die zweiten Anregungslichtquellen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b und 55b sind S-polarisiertes Licht.
Wie in 3 illustriert ist, ist die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B in einer X-Y-Ebene in einer Matrix mit fünf Reihen und fünf Spalten angeordnet.
Die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B und die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B befinden sich auf der +X-Achsenrichtungsseite des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 und der Relaislinsengruppe 115.
Die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B emittiert Lichtstrahlen in der –Z-Achsenrichtung.
Die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B.
Die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B wandelt das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht in parallele Lichtstrahlen um emittiert diese.
Die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B emittiert das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht in der –Z-Achsenrichtung.
Das Lichtkombinierungselement 70 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der zweiten Kollimatorlinsengruppe 115B.
Die von der zweiten Kollimatorlinsengruppe 115B emittierten, parallelen Lichtstrahlen treffen unter einem Winkel A auf das Lichtkombinierungselement 70. Die auf das Lichtkombinierungselement 70 auftreffenden parallelen Lichtstrahlen werden dann durch das Lichtkombinierungselement 70 reflektiert. Das Lichtkombinierungselement 70 hat eine Charakteristik des Reflektierens paralleler Lichtstrahlen, die von der zweiten Kollimatorlinsengruppe 115B emittiert wurden.
Die von dem Lichtkombinierungselement 70 reflektierten parallelen Lichtstrahlen pflanzen sich dann in der –X-Achsenrichtung fort.
Hier ist der Winkel A ein Winkel, der einen Wert hat, der durch Subtrahieren des Auftreffwinkels P1 von 90 Grad erhalten wurde. Der Auftreffwinkel P1 ist definiert als der Winkel zwischen der Fortpflanzungsrichtung des Lichts und der Normalen zu der Grenzfläche. In 1 ist der Winkel, der durch das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht und die Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 70 gebildet wird, der Winkel A.
Die bikonvexe Linse 101 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtkombinierungselements 70. die von dem Lichtkombinierungselement 70 reflektierten, parallelen Lichtstrahlen pflanzen sich zu der bikonvexen Linse 101 hin fort.
Hierdurch werden die von der ersten Kollimatorlinsengruppe 115A emittierten, parallelen Lichtstrahlen und die von der zweiten Kollimatorlinse 115B emittierten, parallelen Lichtstrahlen auf demselben optischen Pfad kombiniert.
Die von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierten Lichtstrahlen und die von der zweiten Anregungsquellengruppe 110B emittierten Lichtstrahlen werden auf demselben optischen Pfad kombiniert.
Das Lichtkombinierungselement 70 hat beispielsweise eine Wellenlängendurchlasscharakteristik, die in 4 illustriert ist. 4 ist ein Diagramm, das eine Wellenlängendurchlasscharakteristik des Lichtkombinierungselements 70 illustriert. Die vertikale Achse von 4 ist die optische Durchlässigkeit [%]. Die horizontale Achse von 4 ist die Wellenlänge des Lichts [nm].
In 4 ist das Spektrum einer Anregungslichtquelle mit einer mittleren Wellenlänge von 450 nm durch eine ausgezogene Linie 4000a angezeigt. Die Durchlasscharakteristik von S-polarisiertem Licht ist durch eine strichlierte Linie 4000s angezeigt. Die Durchlasscharakteristik von P-polarisiertem Licht ist durch eine strichpunktierte Linie 4000p angezeigt.
Aus 4 ist ersichtlich, dass das Lichtkombinierungselement 70 eine Charakteristik des Durchlassens von P-polarisiertem Licht mit einer mittleren Wellenlänge von 450 nm hat. Es ist auch ersichtlich, dass das Lichtkombinierungselement 70 eine Charakteristik des Reflektierens von S-polarisiertem Licht mit einer mittleren Wellenlänge von 450 nm hat.
Die erste Anregungslichtquellengruppe 110A ist P-polarisiertes Licht, und die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B ist S-polarisiertes Licht. Von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittiertes Licht geht durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurch. Von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertes Licht wird von dem Lichtkombinierungselement 70 reflektiert.
Sowohl das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht als auch das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht pflanzen sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Das Lichtkombinierungselement 70 kann andere Konfigurationen verwenden, solange wie die erste Anregungslichtquellengruppe 110A und die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B kombiniert sind.
5A und 5B sind schematische Diagramme, die andere Konfigurationen des Lichtkombinierungselement 70 illustrieren. 5A ist ein Beispiel für ein Lichtkombinierungselement 70a, in welchem Reflexionsbereiche 74 und Durchlassbereiche 75 abwechselnd in Streifen gebildet sind. 5B ist ein Beispiel für ein Lichtkombinierungselement 70b, in welchem Reflexionsbereiche 74 und Durchlassbereiche 75 in einem Schachbrettmuster gebildet sind.
Beispielsweise können, wie in WO 2013-105546 offenbart ist, die Reflexionsbereiche 74 und die Durchlassbereiche 75 abwechselnd in Streifen gebildet sein. Ein Beispiel ist in 5A illustriert. Dies ermöglicht, Licht ungeachtet der Polarisationsrichtungen zu kombinieren.
Als das Lichtkombinierungselement 70 können mehrere Spiegel mit Reflexionsflächen an den Positionen der Reflexionsbereiche 74 angeordnet sein.
Das Lichtkombinierungselement 70 kann eine Struktur haben, bei der Öffnungen in den Durchlassbereichen 75 gebildet sind. Das heißt, die Durchlassbereiche 75 können Bereiche eines Raums sein, der nicht durch die Innenseite des optischen Elements hindurchgeht (Lichtkombinierungselement 70).
Die Reflexionsbereiche 74 und die Durchlassbereiche 75 können in einem Schachbrettmuster gebildet sein. Dies ermöglicht die Bildung eines dichteren Lichtstrahls. ”Schachbrettmuster” bezieht sich auf die abwechselnde Anordnung von zwei Reihen von Gegenständen. Das heißt, es bezieht sich auf die aufeinanderfolgende Anordnung von zwei verschiedenen Gegenständen in zwei Reihen, während die Reihen umgekehrt werden. Beispielsweise bezieht es sich auf die aufeinanderfolgende Anordnung der Reflexionsbereiche 74 und der Durchlassbereiche 75 in zwei Reihen, während die Reihen umgekehrt werden.
5B illustriert ein Beispiel für das schachbrettartige Lichtkombinierungselement 70b, in welchem die Reflexionsbereiche 74 und die Durchlassbereiche 75 in acht Reihen und acht Spalten angeordnet sind. Die grauen Teile sind die Reflexionsbereiche 74.
Die Reflexionsflächen der Reflexionsbereiche 74 sind beispielsweise durch Aufdampfen eines reflektierenden Metallfilms auf eine Glasoberfläche gebildet.
Andererseits sind die Durchlassbereiche 75 beispielsweise Bereiche, in denen Reflexionsflächen nicht auf Glasoberflächen wie in den Reflexionsbereichen 74 gebildet sind.
Wenn beispielsweise die Reflexionsflächen auf einer Seite einer transparenten Platte wie einer Glasplatte gebildet sind, sind die Reflexionsflächen der Reflexionsbereiche 74 und die Durchlassflächen der Durchlassbereiche 75 in derselben Ebene gebildet.
Das Lichtkombinierungselement 70 mit der Charakteristik von 4 kann einen von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierten Lichtstrahl und einen von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierten Lichtstrahl an derselben Position auf einer Oberfläche des Lichtkombinierungselements 70 kombinieren.
Somit wird der Vorteil erhalten, dass der Durchmesser des von dem Lichtkombinierungselement 70 emittierten Lichtstrahls klein im Vergleich zu anderen Wegen gemacht werden kann. Der von dem Lichtkombinierungselement 70 emittierte Lichtstrahl ist aus einem Bündel von mehreren Lichtstrahlen, die von den Anregungslichtquellengruppen 110A und 110B emittiert wurden, gebildet. Hier wird das Bündel aus den mehreren Lichtstrahlen als das Gesamtlichtbündel bezeichnet. Der Lichtkonzentrations-Wirkungsgrad auf das Leuchtstoffelement 40G wird verbessert, wenn der Durchmesser des Gesamtlichtstrahls abnimmt.
Die bikonvexe Linse 101 empfängt die durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurchgehenden Lichtstrahlen und die von dem Lichtkombinierungselement 70 reflektierten Lichtstrahlen. Die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102 verringern den Durchmesser des Gesamtlichtstroms, der aus einem Bündel der mehreren parallelen Lichtstrahlen gebildet ist, und wandeln ihn dann wieder in parallele Lichtstrahlen um.
In 1 konzentriert die bikonvexe Linse 101 die mehreren parallelen Lichtstrahlen (Gesamtlichtstrahl). Die bikonvexe Linse 101 hat beispielsweise konvexe Formen auf beiden Seiten. Jedoch kann die bikonvexe Linse 101 eine Linse sein, die eine konvexe Form nur auf einer Seite hat.
Die bikonkave Linse 102 wandelt die mehreren konzentrierten Lichtstrahlen (Gesamtlichtstrahl) in parallele Lichtstrahlen um. Die bikonkave Linse 102 hat beispielsweise konkave Formen auf beiden Seiten. Jedoch kann die bikonkave Linse 102 eine Linse sein, die eine konkave Form nur auf einer Seite hat.
Der Ablenkspiegel 71 ist auf der –X-Achsenrichtungsseite der bikonvexen Linse 101 angeordnet.
Die aus der bikonvexen Linse 101 austretenden konzentrierten Lichtstrahlen treffen unter einem Winkel B auf den Ablenkspiegel 71. In 1 ist ein Winkel, der durch von dem Lichtkombinierungselement 70 reflektiertes oder durch dieses hindurchgehendes Licht und eine Reflexionsfläche des Ablenkspiegels 71 gebildet ist, der Winkel B.
Wenn in 1 der Winkel A beispielsweise 45 Grad beträgt, ist ein mittlerer Lichtstrahl der konzentrierten Lichtstrahlen, die aus der bikonvexen Linse 101 austreten, parallel zu der X-Achse. Somit treffen die konzentrierten Lichtstrahlen, die aus der bikonvexen Linse 101 austreten, um den Winkel B geneigt gegenüber einer X-Y-Ebene auf den Ablenkspiegel 71.
Hier ist der Winkel B ein Winkel, der im Uhrzeigersinn aus einer X-Y-Ebene betrachtet von der +Y-Achse aus gedreht ist. In 1 ist der Winkel B ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren eines Auftreffwinkels P1 von 90 Grad erhalten wurde. Der Auftreffwinkel P1 ist definiert als der Winkel zwischen der Fortpflanzungsrichtung des Lichts und der Normalen zu der Grenzfläche.
Die bikonkave Linse 102 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite des Ablenkspiegels 71.
Die von dem Ablenkspiegel 71 reflektierten, konzentrierten Lichtstrahlen pflanzen sich zu der bikonkaven Linse 102 hin fort. Die von dem Ablenkspiegel 71 reflektierten, konzentrierten Lichtstrahlen pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die von dem Ablenkspiegel 71 reflektierten, konzentrierten Lichtstrahlen treffen auf die bikonkave Linse 102. Die parallelen Lichtstrahlen, die aus der bikonkaven Linse 102 austreten, pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Das Farbtrennfilter 72 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der bikonkaven Linse 102.
Die parallelen Lichtstrahlen, die aus der bikonkaven Linse 102 austreten, pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort. Die parallelen Lichtstrahlen, die aus der bikonkaven Linse 102 austreten, pflanzen sich zu dem Farbtrennfilter 72 hin fort.
Die parallelen Lichtstrahlen, die aus der bikonkaven Linse 102 austreten, treffen auf das Farbtrennfilter 72. die parallelen Lichtstrahlen, die von der bikonkaven Linse 102 emittiert werden, gehen durch das Farbtrennfilter 72 hindurch. Die parallelen Lichtstrahlen, die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehen, pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die Kondensationslinsengruppe 400 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 72.
Die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden Lichtstrahlen pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort. Die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden Lichtstrahlen pflanzen sich zu der Kondensationslinsengruppe 400 hin fort.
Die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden Lichtstrahlen treffen auf die Kondensationslinsengruppe 400. Die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden Lichtstrahlen gehen durch die Kondensationslinsengruppe 400 hindurch. Die durch die Kondensationslinsengruppe 400 hindurchgehenden Lichtstrahlen pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die Kondensationslinsengruppe 400 enthält beispielsweise zwei konvexe Linsen 401 und 402. Die Kondensationslinsengruppe 400 konzentriert die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden Lichtstrahlen auf das Leuchtstoffelement 40G.
Das Leuchtstoffelement 40G befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinsengruppe 400.
Die durch die Kondensationslinsengruppe 400 hindurchgehenden Lichtstrahlen pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort. Die durch die Kondensationslinsengruppe 400 hindurchgehenden Lichtstrahlen pflanzen sich zu dem Leuchtstoffelement 40G hin fort. Die durch die Kondensationslinsengruppe 400 hindurchgehenden Lichtstrahlen werden auf das Leuchtstoffelement 40G konzentriert.
Das Farbtrennfilter 72 hat beispielsweise eine optische Charakteristik des Reflektierens von auftreffendem Licht in einem grünen Wellenbereich und auftreffendem Licht in einem roten Wellenlängenbereich. Das Farbtrennfilter 72 hat auch eine optische Charakteristik des Durchlassens von auftreffendem Licht in einem blauen Wellenbereich.
Beispielsweise kann das Farbtrennfilter 72 durch einen dichroitischen Spiegel mit einem dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet sein. ”Wellenlängenbereich” bezieht sich auf einen Bereich von Wellenlängen des Lichts.
Unterschiedliche Lichtwellenlängen sind beispielsweise wie folgt klassifiziert: ein blauer Wellenlängenbereich ist von 430 nm bis 485 nm; ein grüner Wellenbereich ist von 500 nm bis 570 nm; ein roter Wellenlängenbereich ist von 600 nm bis 650 nm.
Das Leuchtstoffelement 40G absorbiert die auftreffenden Lichtstrahlen als Anregungslicht. Das Leuchtstoffelement 40G gibt dann Licht in einem grünen Wellenlängenbereich mit einer Hauptwellenlänge von 550 nm aus.
Wie vorstehend beschrieben ist, werden die von der in 1 illustrierten ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierten Lichtstrahlen und die von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierten Lichtstrahlen durch das Lichtkombinierungselement 70 auf demselben optischen Pfad kombiniert. Hierdurch können die von den Anregungslichtquellengruppen 110A und 110B die Helligkeit verdoppeln.
Weiterhin verkleinern die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102 die Abstände zwischen den mehreren parallelen Lichtstrahlen, die von den Anregungslichtquellengruppen 110A und 110B emittiert werden. Dies verringert den Durchmesser des aus einem Bündel der mehreren parallelen Lichtstrahlen gebildeten, auf das Leuchtstoffelement 40G auftreffenden Gesamtlichtstrahls. Weiterhin ist es möglich, den Durchmesser der Linse 402 zu verringern und sie kompakt zu machen.
Die Hauptwellenlänge des von dem Leuchtstoffelement 40G emittierten grünen Wellenlängenbereichs ist nicht auf 550 nm beschränkt, und kann beispielsweise 520 nm betragen.
Die Verwendung eines derartigen optischen Systems ermöglicht es, das Leuchtstoffelement 40G mit einem Lichtstrahl, der beispielsweise einen Durchmesser von 2 mm hat, zu bestrahlen.
Beispielsweise kann ein Lichtdiffusionselement zwischen der bikonkaven Linse 102 und dem Farbtrennfilter 72 angeordnet sein, um die Intensitätsverteilung des auf das Leuchtstoffelement 40G konzentrierten Lichtstrahls zu vergleichmäßigen. Das Lichtdiffusionselement reduziert die Ungleichmäßigkeit der Lichtdichte des Lichtstrahls in der Position, in der das Licht konzentriert ist.
Dies verringert einen Temperaturanstieg auf dem Leuchtstoffelement 40G. Dies verbessert den Umwandlungswirkungsgrad des Leuchtstoffelements 40G. Weiterhin kann die Lebensdauer des Leuchtstoffelements 40G verlängert werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Leuchtstoffelement 40G in einer festen Weise angeordnet. Jedoch ist dies nicht zwingend.
Beispielsweise kann ein grüner Leuchtstoff, der auf eine sich drehende Platte aufgebracht ist, anstelle des Leuchtstoffelements 40G verwendet werden. Beispielsweise kann der grüne Leuchtstoff auf einen Umfangsteil der sich drehenden Platte aufgebracht sein. Dies ermöglicht, einen Kühlmechanismus für das Leuchtstoffelement 40G zu vereinfachen. Insbesondere ist die Position, an der das Licht auf den grünen Leuchtstoff konzentriert ist, nicht fixiert und ändert sich kontinuierlich aufgrund der Drehung der sich drehenden Platte, so dass ein Teilanstieg der Temperatur des grünen Leuchtstoffs verringert werden kann.
In 1 enthält die Kondensationslinsengruppe 400 zwei konvexe Linsen 401 und 402. In einem Fall, in welchem das von dem Leuchtstoffelement 40G emittierte Licht unter Verwendung der beiden konvexen Linsen 401 und 402 parallel gerichtet wird, ist eine Gestaltung bevorzugt, bei der die konvexe Linse 402 eine asphärische Form hat.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel besteht die Kondensationslinsengruppe 400 aus zwei Linsen. Jedoch ist die Anzahl der Linsen der Kondensationslinsengruppe 400 nicht auf zwei beschränkt. Die Kondensationslinsengruppe 400 kann aus drei Linsen bestehen.
Wenn die Kondensationslinsengruppe 400 aus drei Linsen besteht, kann Glasmaterial wie synthetischer Quarz in der Linse, die dem Leuchtstoffelement 40G am nächsten ist, verwendet werden. Synthetischer Quarz ist Glasmaterial mit einem kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten und einer hohen wärmebeständigen Temperatur. Glasmaterial wie synthetischer Quarz mit einem hohen Wärmewiderstand hat typischerweise einen geringen Brechungsindex. Somit ist es in einer Zweilinsenkonfiguration abhängig von der Konfiguration schwierig, den Lichtkonzentrations-Wirkungsgrad zu verbessern.
Weiterhin ist die Linse, die dem Leuchtstoffelement 40G am nächsten ist, nahe der Lichtkonzentrationsposition des Lichtstrahls, so dass sie nicht mit hoher Intensität ausgesetzt ist und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Temperaturgradienten in der Linse besteht. Wenn ein Temperaturgradient in der Linse auftritt, ergibt sich eine Zugbeanspruchung aufgrund des Temperaturgradienten in der Linse. Dann ist das Auftreten eines Risses in der Linse wahrscheinlich. Durch Verwendung von Glasmaterial wie synthetischem Quarz mit einem kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten und einer hohen Wärmebeständigkeit ist es möglich, die Lebensdauer einer Hochenergie, Lichtquellenvorrichtung zu verlängern. In 1 ist die Linse, die dem Leuchtstoffelement 40G am nächsten ist, die konvexe Linse 401.
Die Kondensationslinsengruppe 400 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Leuchtstoffelements 40G.
Das von dem Phosphorelement 40G emittierte Licht pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Das von dem Leuchtstoffelement 40G emittierte Licht trifft auf die Kondensationslinsengruppe 400.
Die Kondensationslinsengruppe 400 richtet das von dem Leuchtstoffelement 40G emittierte Licht parallel und emittiert dieses.
Das Farbtrennfilter 72 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinsengruppe 400. Das Farbtrennfilter 72 befindet sich auch auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Leuchtstoffelements 40G.
Das durch die Kondensationslinsengruppe 400 hindurchgehende Licht pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Das durch die Kondensationslinsengruppe 400 hindurchgehende Licht erreicht das Farbtrennfilter 72.
Das durch die Kondensationslinsengruppe 400 hindurchgehende Licht (grüne Fluoreszenz) wird durch das Farbtrennfilter 72 reflektiert.
Das Farbtrennfilter 73 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 72.
Das von dem Farbtrennfilter 72 reflektierte Licht pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort. Das von dem Farbtrennfilter 72 reflektierte Licht erreicht das Farbtrennfilter 73. Das von dem Farbtrennfilter 72 reflektierte Licht (grüne Fluoreszenz) wird durch das Farbtrennfilter 73 reflektiert.
Das optische Kondensationssystem 80 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 73.
Das von dem Farbtrennfilter 73 reflektierte Licht pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Das von dem Farbtrennfilter 73 reflektierte Licht erreicht das optische Kondensationssystem 80.
Das durch das Farbtrennfilter 73 reflektierte Licht wird durch das optische Kondensationssystem 80 konzentriert.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des optischen Kondensationssystems 80.
Das durch das optische Kondensationssystem 80 konzentrierte Licht pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das durch das optische Kondensationssystem 80 konzentrierte Licht wird auf eine Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 konzentriert. In 1 ist die Auftreffendfläche 113i eine Endfläche auf der –Z-Achsenrichtungsseite des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113.
Das Farbtrennfilter 73 hat eine optische Charakteristik des Durchlassens von Licht in einem roten Wellenlängenbereich. Das Farbtrennfilter 73 hat auch eine optische Charakteristik des Reflektierens von Licht in einem grünen Wellenlängenbereich und von Licht in einem blauen Wellenlängenbereich. Beispielsweise kann das Farbtrennfilter 73 einen dichroitischen Spiegel haben, der durch einen dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet ist.
Die vorbeschriebene bikonvexe Linse 101 und die vorbeschriebene bikonkave Linse 102 haben eine Funktion des Parallelrichtens eines auftreffenden Lichtstrahls. Jedoch ist dies nicht zwingend. Es ist ausreichend, dass das von den Anregungslichtquellengruppen 110A und 110B emittierte Licht durch die Kombination aus der bikonvexen Linse 101, der bikonkaven Linse 102 und der Kondensationslinsengruppe 400 auf das Leuchtstoffelement 40G konzentriert wird.
Jedoch ist es erforderlich, dass das Licht (durch den Leuchtstoff emittiertes Licht), das von dem Leuchtstoffelement 40G emittiert wird, auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 durch die Kombination der Kondensationslinsengruppe 400 und das optische Kondensationssystem 80 konzentriert wird.
Somit ist es eine bevorzugte Gestaltung, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, dass der sich von der Kondensationslinsengruppe 400 zu dem Farbtrennfilter 72 fortpflanzende Lichtstrahl bereits parallel gerichtet ist. Das heißt, es ist bevorzugt, dass die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102 eine Funktion des Parallelrichtens des auftreffenden Lichtstrahls haben.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 ist ein optisches Element, das eine Lichtintensitätsverteilung eines auftreffenden Lichtstrahls vergleichmäßigt. Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 vergleichmäßigt eine Lichtintensitätsverteilung in einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113.
In 1 stimmt die optische Achse des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 mit einer optischen Achse des durch die Auftreffendfläche 113i eintretenden Lichts überein. Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 vergleichmäßigt eine Lichtintensitätsverteilung in einem Querschnitt senkrecht zu der optischen Achse des durch die Auftreffendfläche 113i eintretenden Lichts.
Das sich in dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 fortpflanzende Licht wird wiederholt durch eine innere Oberfläche des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 totalreflektiert. Hierdurch wird das sich in dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 fortpflanzende Licht in der Nähe einer Emissionsendfläche 113o überlagertes Licht.
Hierdurch ist die Lichtintensitätsverteilung in der Emissionsendfläche 113o gleichförmiger als die Lichtintensitätsverteilung in der Auftreffendfläche 113i. Das heißt, das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 empfängt Licht, wandelt es in Licht mit einer Lichtintensitätsverteilung von höherer Gleichförmigkeit um und emittiert es. In der folgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung der Erläuterung angenommen, dass das Licht von der Emissionsendfläche 113o eine gleichförmige Lichtintensitätsverteilung hat.
In der Nähe der Emissionsendfläche 113o kann das sich in dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 fortpflanzende Licht eine gleichförmige Lichtintensitätsverteilung erhalten. Somit wird die Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 eine Oberflächenlichtquelle, die Licht mit gleichförmiger Helligkeit emittiert. In 1 ist die Emissionsendfläche 113o eine Endfläche auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113.
Hierdurch wird die Lichtintensitätsverteilung des auf das Lichtventil 121 aufzutreffenden Lichtstrahls vergleichmäßigt. Somit empfängt das Lichtventil 121 einen Lichtstrahl mit einer gleichförmigen Lichtintensitätsverteilung. Das Lichtventil 121 wandelt dann den Lichtstrahl mit der gleichförmigen Lichtintensitätsverteilung in moduliertes Licht um und emittiert dieses.
Beispielsweise besteht das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 aus einem transparenten optischen Material. Das transparente optische Material ist Glasmaterial, transparentes Harzmaterial oder dergleichen.
Beispielsweise ist das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 eine polygonale Säule (Stab). Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 hat die Auftreffendfläche 113i und die Emissionsendfläche 113c. Die Seitenflächen sind Oberflächen, die die Auftreffendfläche 113i und die Emissionsendfläche 113o verbinden.
Die Seitenflächen der polygonalen Säule werden als Totalreflexionsflächen verwendet. Das sich in dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 fortpflanzende Licht wird an einer Übergangsfläche zwischen dem optischen Material und der Außenluft total reflektiert.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 kann beispielsweise ein hohles Rohr (Lichtrohr) sein. Der hohle Bereich hat Seitenflächen aus lichtreflektierenden Spiegeln. Insbesondere sind lichtreflektierende Filme zum Reflektieren von Licht auf den inneren Seitenflächen des hohlen Rohrs gebildet. Das hohle Rohr hat beispielsweise einen Querschnitt von polygonaler Form.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 illustriert. Das in 6 illustrierte Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 hat eine viereckige Prismenform. Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 hat in einer X-Y-Ebene einen rechteckigen Querschnitt.
Die Seitenflächen des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 sind konfiguriert, als lichtreflektierende Spiegel oder Totalreflexionsflächen zu dienen.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 hat eine Längsrichtung in der Z-Achsenrichtung. Hier bezieht sich ”Längsrichtung” auf eine Richtung parallel zu den langen Seiten des viereckigen Prismas. ”Lange Seiten des viereckigen Prismas” beziehen sich auf die längsten Seiten der zwölf Seiten des viereckigen Prismas. Die Anzahl der längsten Seiten des viereckigen Prismas ist typischerweise vier.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 hat eine Säulenform. ”Säule” bezieht sich auf eine säulenartige räumliche Gestalt mit zwei kongruenten ebenen Figuren als Grundflächen. Der Abstand zwischen den beiden Grundflächen wird als eine Höhe der Säule bezeichnet. Die Oberflächen der Säule, die andere als die Grundflächen sind, werden als Seitenflächen bezeichnet.
In 6 sind die beiden Grundflächen parallel zu einer X-Y-Ebene. Die Richtung der Höhe der Säule ist die Z-Achsenrichtung. In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Auftreffendfläche 113i und die Emissionsendfläche 113o an den Grundflächen der Säulenform gebildet.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 und eine lichtmodulierende Oberfläche des Lichtventils 121 in optisch konjugierter Beziehung zueinander. ”Konjugierte Beziehung” bezieht sich auf eine Beziehung zwischen einem Objekt und einem Bild in einem optischen System. In der konjugierten Beziehung ist von einem Punkt emittiertes Licht auf einen Punkt konzentriert.
In dem optischen System nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Bild auf der Emissionsendfläche 113o auf der Lichtmodulationsfläche des Lichtventils 121 gebildet. Somit ist es angesichts des Wirkungsgrads der Lichtverwendung bevorzugt, dass ein Aspektverhältnis L:H der Lichtmodulationsfläche des Lichtventils 121 gleich einem Aspektverhältnis L0:H0 der Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 ist.
Hier bezeichnen L und L0 horizontale Abmessungen. H und H0 bezeichnen vertikale Abmessungen. Wenn die Auflösung XGA (Die Anzahl von horizontalen Pixeln x die Anzahl von vertikalen Pixeln = 1024×768) ist, ist L:H typischerweise 4:3. Das erste Ausführungsbeispiel nimmt an, dass lange Seiten horizontal sind und kurze Seiten vertikal sind.
Wie in 1 illustriert ist, befindet sich die Relaislinsengruppe 115 auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113.
Das von der Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 emittierte Licht pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Das von der Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 emittierte Licht erreicht dann ein optisches Relaissystem. In 1 trifft das von der Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 emittierte Licht auf die Relaislinsengruppe 115.
Das optische Relaissystem führt den Lichtstrahl mit der gleichförmigen Lichtintensitätsverteilung zu dem Lichtventil 121. Hier bezieht sich ”optisches Relaissystem” auf ein optisches System von der Relaislinsengruppe 115 bis zu dem Lichtventil 121.
Die Relaislinsengruppe 115 enthält beispielsweise die konkav-konvexe Linse (Meniskuslinse) 116, die konvexe Linse 117 und die bikonvexe Linse 118. Die konkav-konvexe Linse ist eine Linse mit zwei Linsenflächen, von denen die eine konkav ist und die andere konvex ist.
In 1 besteht die Relaislinsengruppe 115 aus den drei Linsen 116, 117 und 118. Jedoch kann die Relaislinsengruppe 115 aus zwei Linsen bestehen. In diesem Fall ist eine Gestaltung bevorzugt, die den Abstand zwischen dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 und dem Ablenkspiegel 120 enger macht.
Der Ablenkspeigel 120 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Relaislinsengruppe 115.
Das von der Relaislinsengruppe 115 emittierte Licht pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Das von der Relaislinsengruppe 115 emittierte Licht erreicht dann den Ablenkspiegel 120. Der von der Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 emittierte Lichtstrahl geht durch die Relaislinsengruppe 115 hindurch und erreicht den Ablenkspiegel 120.
Der Ablenkspiegel 120 hat eine Funktion des Faltens des optischen Pfads des Lichtstrahls.
Der durch die Relaislinsengruppe 115 hindurchgehende Lichtstrahl wird von dem Ablenkspiegel 120 zu der Kondensationslinse 122 hin reflektiert.
In 1 befindet sich die Kondensationslinse 122 auf der +X-Achsenrichtungsseite des Ablenkspiegels 120. Die Kondensationslinse 122 befindet sich zwischen dem Ablenkspiegel 120 und dem Lichtventil 121.
Der durch die Relaislinsengruppe 115 hindurchgehende Lichtstrahl wird von dem Ablenkspiegel 120 zu dem Lichtventil 121 hin reflektiert.
Das von dem Ablenkspiegel 120 reflektierte Licht erreicht die Kondensationslinse 122. Die Kondensationslinse 122 konzentriert das auftreffende Licht.
Das Lichtventil 121 befindet sich auf der +X-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinse 122.
Das durch das optische Kondensationssystem 122 konzentrierte Licht pflanzt sich zu der +X-Achsenrichtungsseite hin fort.
Das von dem optischen Kondensationssystem 122 konzentrierte Licht wird auf das Lichtventil 121 konzentriert.
Der von dem Ablenkspiegel 120 reflektierte Lichtstrahl geht durch die Kondensationslinse 122 hindurch und trifft auf das Lichtventil 121.
Die vorbeschriebenen verschiedenen optischen Teile 400, 72, 73, 80, 113, 115, 120 und 122 bilden ein optisches Lichtführungssystem, das das von dem Leuchtstoffelement 40G emittierte Licht zu dem Lichtventil 121 führt. ”Lichtführung” bezieht sich auf das Führen von Licht. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird das von dem Leuchtstoffelement 40G emittierte Licht von dem Leuchtstoffelement 40G zu dem Lichtventil 121 geführt.
Die Steuervorrichtung 3 hat eine Funktion des Steuerns der Operation des Lichtventils 121. Die Steuervorrichtung 3 kann auch eine Funktion des zeitlichen Steuerns haben, um zu bewirken, dass die erste Anregungslichtquellengruppe 110A, die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B, die Quellengruppe 210B für blaues Licht oder die Quellengruppe 310R für rotes Licht Licht emittieren.
Die Zeiten der Lichtemssion werden für jedes Lichtquelle gemäß dem Bildsignal VS individuell gesteuert. Die Steuervorrichtung 3 steuert die Operation des Lichtventils 121 synchron mit den Lichtemissionszeiten von jeweils der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A, der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B, der Quellengruppe 210B für blaues Licht und der Quellengruppe 310R für rotes Licht.
<Reduktion von lokaler Lichtsättigung des Leuchtstoffelements 40G>
Hier werden der Winkel A des auf das Lichtkombinierungselement 70 treffenden Lichtstrahls und der Winkel B des auf den Ablenkspiegel 11 treffenden Lichtstrahls beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn der Winkel A 45 Grad beträgt, der mittlere Lichtstrahl des aus der bikonvexen Linse 101 austretenden konzentrierten Lichtstrahls parallel zu der X-Achse. Der Ablenkspiegel 71 ist im Uhrzeigersinn um den Winkel B relativ zu einer X-Y-Ebene betrachtet von der +Y-Achse gedreht.
Die 7A und 7B sind Diagramme zum Erläutern der Charakteristiken des Lichtkombinierungselements 70. 7A ist ein Diagramm zum Erläutern einer Charakteristik, wenn Licht durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurchgeht. 7B ist ein Diagramm zum Erläutern einer Charakteristik, wenn Licht von dem Lichtkombinierungselement 70 reflektiert wird. 7A illustriert ein Lichtkombinierungselement 700a als das Lichtkombinierungselement 70. 7B illustriert ein Lichtkombinierungselement 700b als das Lichtkombinierungselement 70.
Die von den ersten Anregungslichtquellen 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a und 55a emittierten parallelen Lichtstrahlen gehen durch das Lichtkombinierungselement 70 ungeachtet des Winkels A ohne Änderung ihrer Fortpflanzungsrichtungen hindurch. Somit pflanzt sich, wie in 7A illustriert ist, ein durch das Lichtkombinierungselement 700a hindurchgehender Lichtstrahl 701a in einer Richtung parallel zu der X-Achse in 1 fort. Das in 7A illustrierte Lichtkombinierungselement 700a entspricht dem in 1 illustrierten Lichtkombinierungselement 70. Der in 7A illustrierte Winkel von 45 Grad entspricht dem in 1 illustrierten Winkel A. Die durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurchgehenden Lichtstrahlen sind durch die erste Kollimatorlinsengruppe 115A parallel gerichtete Lichtstrahlen.
Wie in 7A illustriert ist, trifft der Lichtstrahl 701a unter 55 Grad auf das Lichtkombinierungselement 700a und tritt unter 55 Grad aus dem Lichtkombinierungselement 700a aus. Hier ist der Winkel von 55 Grad, unter dem der Lichtstrahl 701a auf das Lichtkombinierungselement 700a auftrifft, ein Winkel, der einen Wert hat, der durch Subtrahieren eines Auftreffwinkels P1 für 90 Grad erhalten wird. Der Winkel von 55 Grad, unter dem der Lichtstrahl 701a aus dem Lichtkombinierungselement 700a austritt, ist ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren eines Emissionswinkels P2 von 90 Grad erhalten wird.
Der Auftreffwinkel P1 ist definiert als ein Winkel zwischen der Fortpflanzungsrichtung des Lichts und der Normalen zu der Grenzfläche. Der Emissionswinkel P2 ist definiert als ein Winkel zwischen der Fortpflanzungsrichtung des Lichts und der Normalen zu der Grenzfläche.
In 1 beträgt der Winkel, der durch eine optische Achse von von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiertem Licht und einer optischen Achse von von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertem Licht gebildet wird, 90 Grad. Somit ist der Winkel von 55 Grad, unter dem der Lichtstrahl 701a auf das Lichtkombinierungselement 700a auftrifft, ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren des in 1 illustrierten Winkels A von 90 Grad erhalten wird. Der Lichtstrahl 701a trifft unter einem Winkel von 90 Grad mit Bezug auf eine Achse C1 auf das Lichtkombinierungselement 700a und tritt unter einem Winkel von 90 Grad mit Bezug auf die Achse C1 aus dem Lichtkombinierungselement 700a aus.
Die Achse C1 ist wie folgt definiert. Aus einem Zustand, in welchem der Lichtstrahl 701a senkrecht auf das Lichtkombinierungselement 700a auftrifft, ist das Lichtkombinierungselement 700a um eine Achse (eine Drehachse des Lichtkombinierungselements 700a) senkrecht zu dem Lichtstrahl 701a gedreht. In diesem Fall ist die Achse C1 eine Normale zu einer Ebene enthaltend den Lichtstrahl 701a und die Drehachse des Lichtkombinierungselements 700a.
In 7B stimmt die optische Achse von von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10B emittiertem Licht mit der Achse C1 überein.
Die in 7A illustrierte Achse C1 entspricht der in 1 illustrierten Z-Achse. In 7A ist das Lichtkombinierungselement 700a um 35 Grad um die Drehachse des Lichtkombinierungselements 700a gedreht. Der durch eine Auftrefffläche des Lichtkombinierungselements 700a und den Lichtstrahl 701a gebildete Winkel beträgt 55 Grad.
Andererseits treffen die von den zweiten Anregungslichtquellen 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b und 55b emittierten parallelen Lichtstrahlen unter dem Winkel A das Lichtkombinierungselement 70 und werden unter dem Winkel A reflektiert. Somit wird, wie in 7B illustriert ist, ein Lichtstrahl 701b, der unter einem Winkel von 35 Grad auf das Lichtkombinierungselement 700b auftrifft, von dem Lichtkombinierungselement 700b unter einem Winkel von 35 Grad emittiert. Da in 7B illustrierte Lichtkombinierungselement 700b entspricht dem in 1 illustrierten Lichtkombinierungselement 70. Der in 7B illustrierte Winkel von 35 Grad entspricht dem in 1 illustrierten Winkel A. Die durch das Lichtkombinierungselement 70 reflektierten Lichtstrahlen sind durch die zweite Kollimatorlinsengruppe 115B parallel gerichtete Lichtstrahlen.
Der durch eine Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 700b und den auf das Lichtkombinierungselement 700b auftreffenden Lichtstrahl 701b gebildete Winkel beträgt 35 Grad. Der durch die Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 700b und den von dem Lichtkombinierungselement 700b reflektierten Lichtstrahl 701b gebildete Winkel beträgt auch 35 Grad.
Somit pflanzt sich, wie in 7B illustriert ist, der Lichtstrahl 701b nicht in einer Richtung parallel zu der X-Achse in 1 fort. Die in 7B illustrierte Achse C2 entspricht der in 1 illustrierten X-Achse. Wie vorstehend beschrieben ist, entspricht der Winkel von 35 Grad, unter dem der Lichtstrahl 701b auf das Lichtkombinierungselement 700b auftrifft, dem in 1 illustrierten Winkel A.
Der Winkel von 35 Grad, unter dem der Lichtstrahl 701b von dem Lichtkombinierungselement 700b reflektiert wird, ist ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren eines Reflexionswinkels P3 von 90 Grad erhalten wird. Der Reflexionswinkel P3 ist als ein Winkel zwischen der Fortpflanzungsrichtung des reflektierten Lichts und der Normalen zu der Grenzfläche definiert.
Der Lichtstrahl 701b trifft unter einem Winkel von 90 Grad mit Bezug auf die Achse C2 auf das Lichtkombinierungselement 700b auf. Der auf das Lichtkombinierungselement 700b auftreffende Lichtstrahl 701b wird unter einem Winkel von 20 Grad mit Bezug auf die Achse C2 reflektiert. ”20 Grad” ist ein Wert, der durch Subtrahieren des Winkels von 35 Grad, unter dem er durch das Lichtkombinierungselement 700b reflektiert wird, von dem Winkel von 55 Grad, um den das Lichtkombinierungselement 700b gegenüber der Achse C2 geneigt ist, erhalten wird.
Das heißt, der Lichtstrahl 701b wird nicht in einer Richtung parallel zu der Achse C2 reflektiert. Somit pflanzt, wenn der Winkel A nicht 45 Grad beträgt, das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte und von dem Lichtkombinierungselement 70 reflektierte Licht sich nicht in einer Richtung parallel zu der X-Achse in 1 fort.
Die Achse C2 ist wie folgt definiert. Aus einem Zustand, in welchem der Lichtstrahl 701b senkrecht auf das Lichtkombinierungselement 700b auftrifft, ist das Lichtkombinierungselement 700b um eine Achse (eine Drehachse des Lichtkombinierungselements 700b) senkrecht zu dem Lichtstrahl 701b gedreht. In diesem Fall ist die Ache C2 normal zu einer Ebene enthaltend den Lichtstrahl 701b und die Drehachse des Lichtkombinierungselements 700b.
Die Achse C1 ist senkrecht zu der Achse C2. Die Drehachse ist senkrecht zu einer Ebene enthaltend die Achsen C1 und C2.
Die in 7B illustrierte Achse C2 entspricht der in 1 illustrierten X-Achse. Die Drehachse entspricht der in 1 illustrierten Y-Achse.
In 7B ist das Lichtkombinierungselement 700b um 55 Grad um die Drehachse des Lichtkombinierungselement 700b gedreht. Der durch die Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 700b und den Lichtstrahl 701b gebildete Winkel beträgt 35 Grad.
Wenn der Winkel A 45 Grad beträgt, ist der Ablenkspiegel 71 ähnlich dem Lichtkombinierungselement 70. Wenn der Winkel B nicht 45 Grad beträgt, pflanzen sich die von dem Ablenkspiegel 71 reflektierten Lichtstrahlen nicht in einer Richtung parallel zu der Z-Achse fort.
Jedoch ändert der Ablenkspiegel 71 nicht die Winkelbeziehung zwischen den von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10A emittierten parallelen Lichtstrahlen und den von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10B emittierten parallelen Lichtstrahlen. Dies ergibt sich daraus, dass beide aus derselben Richtung (+X-Achsenrichtung) auf den Ablenkspiegel 71 auftreffen und durch den Ablenkspiegel 71 reflektiert werden.
In dem Lichtkombinierungselement 70 kann die Winkelbeziehung zwischen den von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten parallelen Lichtstrahlen und den von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10B emittierten parallelen Lichtstrahlen durch Änderung des Winkels A geändert werden.
Wenn der Winkel A 45 Grad beträgt, pflanzen sich die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten parallelen Lichtstrahlen und die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten parallelen Lichtstrahlen parallel zu der X-Achse fort. Die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten parallelen Lichtstrahlen und die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten parallelen Lichtstrahlen pflanzen sich zu der bikonvexen Linse 101 hin fort.
Wenn andererseits der Winkel A nicht 45 Grad beträgt, sind die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten parallelen Lichtstrahlen parallel zu der X-Achse. Jedoch haben die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten parallelen Lichtstrahlen einen Winkel relativ zu der X-Achse. Das heißt, die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten parallelen Lichtstrahlen sind gegenüber der X-Achse geneigt. Das heißt, die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten parallelen Lichtstrahlen sind nicht parallel zu der X-Achse.
In 7B sind, wenn das Lichtkombinierungselement 70a oder 70b, die in 5A oder 5B illustriert sind, verwendet wird, die Reflexionsflächen der Reflexionsbereiche auf der Oberfläche gebildet, auf die der Lichtstrahl 701b des Lichtkombinierungselements 700b auftrifft. Somit sind die Reflexionsflächen der Reflexionsbereiche 74 und die Durchlassflächen der Durchlassbereiche 75 in derselben Oberfläche gebildet.
8 ist ein Diagramm, das ein Ergebnis der Simulation von Lichtstrahlen, das die Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels zeigt, illustriert.
Eine erste Lichtstrahlengruppe 720a ist von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiertes Licht. Eine zweite Lichtstrahlengruppe 720b ist von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertes Licht. In 8 ist die erste Lichtstrahlengruppe 720a durch strichlierte Linien angezeigt. In 8 ist die zweite Lichtstrahlengruppe 720b durch ausgezogene Linien angezeigt.
Ein Lichtkombinierungselement 710 entspricht dem in 1 illustrierten Lichtkombinierungselement 70. Ein Ablenkspiegel 712 entspricht dem in 1 illustrierten Ablenkspiegel 71. Eine bikonvexe Linse 711 entspricht der in 1 illustrierten bikonvexen Linse 101. Eine bikonkave Linse 713 entspricht der in 1 illustrierten bikonkaven Linse 102. Eine Kondensationslinse 714 entspricht der in 1 illustrierten Kondensationslinsengruppe 400. Die Lichtkonzentrationsfläche 715 entspricht dem in 1 illustrierten Leuchtstoffelement 40G.
Die erste Lichtstrahlengruppe 720a pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort. Die erste Lichtstrahlengruppe 720a, die sich in der –X-Achsenrichtung fortpflanzt, geht durch das Lichtkombinierungselement 710 hindurch. Die Lichtstrahlengruppe 720a, die durch das Lichtkombinierungselement hindurchgeht, pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Die bikonvexe Linse 711 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtkombinierungselements 710.
Die erste Lichtstrahlengruppe 720a, die durch das Lichtkombinierungselement 710 hindurchgeht, geht durch die bikonvexe Linse 711 hindurch.
Die erste Lichtstrahlengruppe 720a, die durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgeht, pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Der Ablenkspiegel 712 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der bikonvexen Linse 711.
Ein mittlerer Lichtstrahl der ersten Lichtstrahlengruppe 720a, die durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgeht, trifft auf den Ablenkspiegel 712 unter einem Winkel E auf. Hier ist der Winkel E ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren eines Auftreffwinkels P1 von 90 Grad erhalten wird.
Der mittlere Lichtstrahl der ersten Lichtstrahlengruppe 720a, die durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgeht, ist parallel zu der X-Achse. Der Winkel E zeigt einen Winkel an, um den der Ablenkspeigel 712 im Uhrzeigersinn relativ zu einer X-Y-Ebene betrachtet aus der +Y-Achsenrichtung gedreht ist.
Die erste Lichtstrahlengruppe 720a, die von dem Ablenkspiegel 712 reflektiert wurde, pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die bikonkave Linse 713 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite des Ablenkspiegel 712.
Die von dem Ablenkspiegel 712 reflektierte erste Lichtstrahlengruppe 720a trifft auf die bikonkave Linse 713 auf. Die erste Lichtstrahlengruppe 720a, die auf die bikonkave Linse 713 auftrifft, wird durch die bikonkave Linse 713 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt.
Die in den parallelen Lichtstrahl umgewandelte erste Lichtstrahlengruppe 720a pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die Kondensationslinse 714 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der bikonkaven Linse 713.
Die in den parallelen Lichtstrahl umgewandelte erste Lichtstrahlengruppe 720a trifft auf die Kondensationslinse 714 auf. Die in den parallelen Lichtstrahl umgewandelte erste Lichtstrahlengruppe 720a wird durch die Kondensationslinse 714 an einer Lichtkonzentrationsposition 715a auf der Lichtkonzentrationsfläche 715 konzentriert.
Die Lichtkonzentrationsfläche 715 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinse 714.
Die Lichtkonzentrationsposition 715a der ersten Lichtstrahlengruppe 720a ist auf der –X-Achsenrichtungsseite einer optischen Achse C3. Die optische Achse C3 ist eine optische Achse der bikonkaven Linse 713 und der Kondensationslinse 714.
Die zweite Lichtstrahlengruppe 720b pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort. Die zweite Lichtstrahlengruppe 720b, die sich in der –Z-Achsenrichtung fortpflanzt, trifft unter einem Winkel D auf das Lichtkombinierungselement 710. Hier ist der Winkel D ein Winkel, der einen Wert hat, der durch Subtrahieren des Auftreffwinkels P1 von 90 Grad erhalten wird. Der Winkel D entspricht dem in 1 illustrierten Winkel A.
Der Winkel D zeigt einen Winkel an, um den das Lichtkombinierungselement 710 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zu einer Y-Z-Ebene betrachtet aus der +Y-Achsenrichtung gedreht ist.
Die zweite Lichtstrahlengruppe 720b, die sich in der –Z-Achsenrichtung fortpflanzt, wird durch das Lichtkombinierungselement 710 reflektiert. Die durch das Lichtkombinierungselement 710 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 720b pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Die bikonvexe Linse 711 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtkombinierungselements 710.
Die von dem Lichtkombinierungselement 710 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 720b pflanzt sich zu der bikonvexen Linse 711 hin fort. Die von dem Lichtkombinierungselement 710 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 720b geht durch die bikonvexe Linse 711 hindurch. Die durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgehende zweite Lichtstrahlengruppe 720b pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Der Ablenkspiegel 712 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der bikonvexen Linse 711.
Ein mittlerer Lichtstrahl der durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgehenden zweiten Lichtstrahlengruppe 720b trifft unter einem Winkel, der größer als der Winkel E ist, auf den Ablenkspiegel 712 auf. Insbesondere trifft der mittlere Lichtstrahl der durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgehenden zweiten Lichtstrahlengruppe 720b unter einem Winkel auf, der um einen Winkel, der das Doppelte eines Werts, der durch Subtrahieren von 45 Grad von dem Winkel D erhalten wird, ist, größer als der Winkel E ist.
Die zweite Lichtstrahlengruppe 720b, die durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgeht, pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung auf der +Z-Achsenrichtungsseite relativ zu der ersten Lichtstrahlengruppe 720a, die durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgeht, fort.
Genauer gesagt, da der mittlere Lichtstrahl der zweiten Lichtstrahlengruppee 720b unter einem Winkel der von einem rechten Winkel verschieden ist, durch die bikonvexe Linse 711 hindurchgeht, ist der Winkel von dem vorstehend beschriebenen geringfügig verschieden. Die von dem Ablenkspiegel 712 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 720b pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die bikonkave Linse 713 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite des Ablenkspiegels 712.
Die von dem Ablenkspiegel 712 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 720b trifft auf die bikonkave Linse 713 auf. Die auf die bikonkave Linse 713 auftreffende zweite Lichtstrahlengruppe 720b wird durch die bikonkave Linse 713 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt.
Die in den parallelen Lichtstrahl umgewandelte zweite Lichtstrahlengruppe 720b pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die Kondensationslinse 714 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der bikonkaven Linse 713.
Die in den parallelen Lichtstrahl umgewandelte zweite Lichtstrahlengruppe 720b trifft auf die Kondensationslinse 714 auf. Die in den parallelen Lichtstrahl umgewandelte zweite Lichtstrahlengruppe 720b wird durch die Kondensationslinse 714 an einer Lichtkonzentrationsposition 715b auf der Lichtkonzentrationsfläche 715 konzentriert.
Die Lichtkonzentrationsfläche 715 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinse 714.
Die Lichtkonzentrationsposition 715b der zweiten Lichtstrahlengruppe 720b ist auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C3.
Hier ist der Winkel D ein Winkel, der größer als 45 Grad ist. Der Winkel D beträgt beispielsweise 45,8 Grad. Der in 8 illustrierte Winkel D entspricht dem in 1 illustrierten Winkel A.
Somit pflanzt sich die zweite Lichtstrahlengruppe 720b, nachdem sie durch das Lichtkombinierungselement 710 reflektiert wurde, in der –X-Achsenrichtung fort, während sie in der +Z-Achsenrichtung geneigt ist. Das heißt, auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtkombinierungselements 710 ist die zweite Lichtstrahlengruppe 720b in der +Z-Achsenrichtung relativ zu der ersten Lichtstrahlengruppe 720a versetzt.
Der Winkel E ist ein Winkel, der kleiner als 45 Grad ist. Der Winkel E beträgt beispielsweise 44,5 Grad. Der in 8 illustrierte Winkel E entspricht dem in 1 illustrierten Winkel B.
Somit pflanzt sich die erste Lichtstrahlengruppe 720a, nachdem sie von dem Ablenkspiegel 712 reflektiert wurde, in der –Z-Achsenrichtung fort, während sie gegenüber der optischen Achse C3 in der –X-Achsenrichtung geneigt ist. Nachdem die zweite Lichtstrahlengruppe 720b durch den Ablenkspiegel 712 reflektiert wurde, pflanzt sie sich in der –Z-Achsenrichtung auf der +X-Achsenrichtungsseite relativ zu der ersten Lichtstrahlengruppe 720a fort. Beispielsweise pflanzt sich die zweite Lichtstrahlengruppe 720b, nachdem sie durch den Ablenkspiegel 712 reflektiert wurde, in der –Z-Achsenrichtung fort, während sie gegenüber der optischen Achse C3 in der +X-Achsenrichtung geneigt ist.
Dies ergibt sich daraus, dass der Auftreffwinkel P1 der zweiten Lichtstrahlengruppe 720b mit Bezug auf den Ablenkspiegel 712 kleiner als der Auftreffwinkel P1 der ersten Lichtstrahlengruppe 720a ist. Die Reflexionswinkel P3 sind entsprechend dem Lichtreflexionsgesetz gleich den Auftreffwinkeln P1. Somit ist der Reflexionswinkel P3 der zweiten Lichtstrahlengruppe 720b mit Bezug auf den Ablenkspiegel 712 kleiner als der Reflexionswinkel P3 der ersten Lichtstrahlengruppe 720a.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es durch Einstellen der Winkel D und E möglich, die Lichtkonzentrationsposition 715a der ersten Lichtstrahlengruppe 720a und die Lichtkonzentrationsposition 715b der zweiten Lichtstrahlengruppe 720b in der X-Achsenrichtung auf der Lichtkonzentrationsfläche 715 zu trennen, wie in 8 illustriert ist. Das heißt, es möglich, die Lichtkonzentrationsposition 715a der ersten Lichtstrahlengruppe 720a und die Lichtkonzentrationsposition 715b der zweiten Lichtstrahlengruppe 720b an verschiedenen Positionen auf einer Oberfläche der Lichtkonzentrationsposition 715 anzuordnen.
Hierdurch ist es möglich, die Energiedichte des auf der Lichtkonzentrationsfläche 715 konzentrierten Lichtstrahls um die Hälfte zu reduzieren, ohne ein kompliziertes optisches Element wie im Patentdokument 1 zu verwenden.
In dem Beispiel nach 8 ist der Winkel D des Lichtkombinierungselements 710 größer als der Winkel E des Ablenkspiegels 712. Jedoch ist es ausreichend, dass das Licht an verschiedenen Position auf der Lichtkonzentrationsfläche 715 mit der optischen Achse C3 als der Mitte konzentriert werden kann, und die Beziehung zwischen den Winkeln E und D ist nicht auf das vorbeschriebene Beispiel beschränkt.
Jedoch ist bevorzugt, um die Lichtkonzentrationsposition 715a der ersten Lichtstrahlengruppe 720a und die Lichtkonzentrationsposition 715b der zweiten Lichtstrahlengruppe 720b in der X-Achsenrichtung zu trennen, so dass sie den gleichen Abstand von der optischen Achse C3 haben, dass die Differenz zwischen dem Winkel D und 45 Grad größer als die Differenz zwischen dem Winkel E und 45 Grad ist.
Einstellmechanismen können bei dem Lichtkombinierungselement 70 und dem Ablenkspiegel 71 in 1 vorgesehen sein, hierdurch ist es möglich, die Toleranzen (Befestigungsschwankungen) zu korrigieren, wenn das Lichtkombinierungselement 70 und der Ablenkspiegel 71 befestigt werden.
In dem Herstellungsprozess der Projektionsanzeigevorrichtung 1 können der Winkel A des Lichtkombinierungselements 70 und der Winkel B des Ablenkspiegels 71 durch Verwendung eines Einstellwerkzeugs oder dergleichen eingestellt werden. Dieses eliminiert das Erfordernis der Einstellmechanismen, wodurch es möglich ist, die Projektionsanzeigevorrichtung 1 kleiner auszubilden und die Kosten herabzusetzen.
9 ist ein Diagramm, das ein schematisches Diagramm von Punktbildern von Anregungslicht auf dem Leuchtstoffelement 40G illustriert. 9 ist ein Diagramm des Leuchtstoffelements 40G betrachtet aus der +Z-Achsenrichtung. 9 illustriert Lichtintensitätsverteilungen mit Konturlinien. Die Mitten der Punktbilder sind durch schwarze Kreise angezeigt. Die Konturlinien stellen Verteilungen dar, in denen die Lichtintensität zu den Mitten der Punktbilder hin zunimmt. Das heißt, je näher die Mitten der Punktbilder sind, desto höher ist die Lichtintensität. Ein Leuchtstoffschirm des Leuchtstoffelements 40G entspricht der in 8 illustrierten Lichtkonzentrationsfläche 715. Die optische Achse C entspricht der in 8 illustrierten optischen Achse C3.
Das von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierte Licht wird an einer Lichtkonzentrationsposition 400a konzentriert. Die Lichtkonzentrationsposition 400a entspricht der in 8 illustrierten Lichtkonzentrationsposition 715a. Die Lichtkonzentrationsposition 400a befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C.
Das von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierte Licht wird an einer Lichtkonzentrationsposition 400b konzentriert. Die Lichtkonzentrationsposition 400b entspricht der in 8 illustrierten Lichtkonzentrationsposition 715b. Die Lichtkonzentrationsposition 400b befindet sich auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C.
Tatsächlich hat das konzentrierte Licht die Lichtintensitätsverteilungen mit ihren Mitten an den Lichtkonzentrationspositionen 400a und 400b, wie in 9 illustriert ist.
Die 10 bis 13 sind Diagramme, die ein Beispiel für Simulationsergebnisse eines Punktbilds von Anregungslicht auf dem Leuchtstoffelement 40G illustrieren. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wurden die Simulationen für einen Fall gemacht, in denen ein Lichtdiffusionselement zwischen der bikonkaven Linse 102 und dem Farbtrennfilter 72, die in 1 illustriert sind, angeordnet ist.
Die 10A und 10B illustrieren eine Lichtintensitätsverteilung, wenn von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertes Licht auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentriert ist. Die 11A und 11B illustrieren eine Lichtintensitätsverteilung, wenn von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittiertes Licht auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentriert ist. Die 12A und 12B illustrieren eine Lichtintensitätsverteilung, wenn von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittiertes Licht und von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertes Licht auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentriert sind. Die 13A und 13B illustrieren eine Lichtintensitätsverteilung, wenn von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittiertes Licht und von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertes Licht auf dem Leuchtstoffelement 40G in einem Fall konzentriert sind, in welchem die Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels nicht verwendet wird.
Die 10A, 11A, 12A und 13A illustrieren Lichtintensitätsverteilungen auf der Oberfläche (X-Y-Ebene) des Leuchtstoffelements 40G. In den Lichtintensitätsverteilungen der 10A, 11A, 12A und 13A wird eine relative Lichtintensität in fünf Pegel unterteilt. Mit der maximalen Lichtintensität als 1 ist die Lichtintensität in fünf Pegel unterteilt: 0 bis 0,2; 0,2 bis 0,4; 0,4 bis 0,6; 06 bis 0,8; und 0,1 bis 1. Bereiche von 0 bis 0,2; 02 bis 0,4; 0,4 bis 0,6; 06 bis 0,8; und 0,8 bis 1 sind dargestellt. Je höher die Lichtintensität des Bereichs ist, desto dunkler wird der Bereich dargestellt. Je näher der Bereich der Mitte des Punktbilds ist, desto höher ist die Lichtintensität des Bereichs. Ein mittlerer Bereich des Punktbilds ist der Bereich von 0,8 bis 1. Ein äußerster Bereich des Punktbilds ist der Bereich von 0 bis 0,2.
In den 10A, 11A, 12A und 13A ist die Länge in der X-Achsenrichtung der Oberfläche des Leuchtstoffelements 40G gleich 2a. Genauer gesagt, die 10A, 11A, 12A und 13A stellen die X-Achse in dem Bereich von –A bis +A dar. In den 10A, 11A, 12A und 13A ist die horizontale Achse die Y-Achse, und die vertikale Achse ist die X-Achse. In den 10A, 11A, 12A und 13A ist die linke Seite die +Y-Achsenrichtungsseite, und die obere Seite ist die +X-Achsenrichtungsseite. In den 10A, 11A, 12A und 13A wird die optische Achse C durch den Ursprung (0, 0) dargestellt.
Die 10B, 11B, 12B und 13B illustrieren relative Lichtintensitätsverteilungen auf einer Linie, die durch die optische Achse C des Phosphorelements 40G hindurchgeht und parallel zu der X-Achse verläuft. In den 10B, 11B, 12B und 13B stellt die horizontale Achse die X-Achse dar, und die vertikale Achse stellt die relative Lichtintensität [%] dar. In den 10B, 11B, 12B und 13B ist für die horizontale Achse die rechte Seite die +X-Achsenrichtungsseite. In den 10B, 11B, 12B und 13B ist der Wert an dem linken Ende der horizontalen Achse gleich –a, und der Wert an dem rechten Ende der horizontalen Achse ist +a. In den 10B, 11B, 12B und 13B stellt die vertikale Achse die relative Lichtintensität dar, die durch Normieren der Lichtintensitätsverteilung auf der X-Achse durch den maximalen Wert der Lichtintensität erhalten wird. In den 10B, 11B, 12B und 13B wird die vertikale Achse durch den Prozentsatz dargestellt; der minimale Wert der relativen Lichtintensität ist 0% und der maximale Wert der relativen Lichtintensität ist 100%.
10A illustriert die Lichtintensitätsverteilung von von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertem Licht. An dem hellsten Punkt in der Lichtintensitätsverteilung von 10A ist der Wert von X positiv. Das heißt, an dem hellsten Punkt in der Lichtintensitätsverteilung von 10A ist der Wert von X innerhalb des Bereichs von 0 bis +a. 10B zeigt, dass die Lichtintensität nahe +0,25a maximal ist.
11A illustriert die Lichtintensitätsverteilung von von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittiertem Licht. An dem hellsten Punkt in der Lichtintensitätsverteilung von 11A ist der Wert von X negativ. Das heißt, an dem hellsten Punkt in der Lichtintensitätsverteilung von 11A ist der Wert von X innerhalb des Bereichs von –a bis 0. 11B zeigt, dass die Lichtintensität nahe –0,25a maximal ist.
Vorstehend ist gezeigt, dass das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht und das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht an Positionen konzentriert ist, die axial symmetrisch mit Bezug auf eine durch die optische Achse C hindurchgehende und parallel zu der Y-Achse verlaufende Achse sind.
Die in 10A illustrierte Lichtintensitätsverteilung hat eine elliptische Form, die in der X-Achsenrichtung verlängert ist. Andererseits hat die in 11A illustrierte Lichtintensitätsverteilung eine elliptische Form, die in der Y-Achsenrichtung verlängert ist. Die Differenz in den Langseitenrichtungen der elliptischen Formen ergibt sich aus Polarisationsrichtungen der Anregungslichtquellen.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht P-polarisiertes Licht. Hier ist die Polarisationsrichtung des von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierten, P-polarisierten Lichts eine Richtung parallel zu der Z-Achse. Nach dem Durchgang durch die Kollimatorlinsengruppe 115A hat das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht eine Leuchtverteilung, die in der Y-Achsenrichtung verlängert ist.
Andererseits ist von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertes Licht S-polarisiertes Licht. Hier ist die Polarisationsrichtung des von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierten, S-polarisierten Lichts eine Richtung parallel zu der Y-Achse. Nach dem Durchgang durch die Kollimatorlinsengruppe 115B hat von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertes Licht eine Leuchtverteilung, die in der X-Achsenrichtung verlängert ist.
Das erste Ausführungsbeispiel kombiniert von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittiertes Licht und von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertes Licht durch Verwendung der Polarisation. Wenn sie jedoch beispielsweise durch Verwendung eines Streifenspiegels oder dergleichen kombiniert werden, können, da dies nicht von der Polarisation abhängt, die Langseitenrichtungen der elliptischen Leuchtverteilungen geändert werden.
12A illustriert die Lichtintensitätsverteilung von von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittiertem Licht und von von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertem Licht. Die Lichtintensitätsverteilung nach 12A hat zwei hellste Punkte.
Einer der hellsten Punkte in der Lichtintensitätsverteilung nach 12A ist auf der +X-Achsenrichtungsseite, und der andere ist auf der –X-Achsenrichtungsseite. Die Mitte der Lichtintensitätsverteilung des von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierten Lichts ist der hellste Punkt auf der –X-Achsenrichtungsseite in der Lichtintensitätsverteilung. Die Mitte der Lichtintensitätsverteilung des von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierten Lichts ist der hellste Punkte auf der +X-Achsenrichtungsseite in der Lichtintensität.
Der hellste Punkt auf der +X-Achsenrichtungsseite in der Lichtintensitätsverteilung und der hellste Punkt auf der –X-Achsenrichtungsseite in der Lichtintensitätsverteilung sind symmetrisch mit Bezug auf die optische Achse C angeordnet. Das heißt, dass, wie vorstehend beschrieben ist, die hellsten Punkte in den beiden Lichtintensitätsverteilungen axial symmetrisch mit Bezug auf eine Achse, die durch die optische Achse C hindurchgeht und parallel zu der Y-Achse verläuft, angeordnet sind.
12B zeigt, dass, obgleich die Lichtintensität die beiden getrennten Spitzenpositionen hat, ein Bereich, dessen Mitte auf der optischen Achse C liegt, eine gleichförmige Lichtintensität hat. In 12B ist der Bereich, dessen Mitte auf der optischen Achse C liegt, der Bereich von X = –0,25a bis X = +0,25a. Das heißt, in 12B hat der Bereich von X = –0,25a bs X = +0,25a eine gleichförmige Lichtintensität.
13A illustriert die Lichtintensitätsverteilung, wenn von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittiertes Licht und von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiertes Licht auf einen Punkt konzentriert sind. Das heißt, sie illustriert einen Fall, in welchem die Winkel A und B 45 Grad betragen. Der hellste Punkt in der Lichtintensitätsverteilung nach 13A befindet sich auf der optischen Achse C.
13B illustriert zwei Lichtintensitätsverteilungen durch die Kurven D1 und D2. Die Kurve D1 stellt den Wert der Lichtintensität auf der X-Achse der in 12A illustrierten Lichtintensitätsverteilung dar. Das heißt, die Kurve D1 stellt die in 12B illustrierte Lichtintensität dar. Die Kurve D2 stellt den Wert der Lichtintensität auf der X-Achse der in 13A illustrierten Lichtintensitätsverteilung dar.
Die vertikale Achse in 13B stellt die relative Lichtintensität dar, die durch Normierung durch den maximalen Wert der Lichtintensität in der Intensitätsverteilung auf der X-Achse der Kurve D2 erhalten wird.
Die Kurve D2 zeigt eine steile Lichtintensitätskurve mit ihrer Mitte auf der optischen Achse C (X = 0). Die Kurve D2 hat eine dreieckige Form. Andererseits beträgt der maximale Wert der relativen Lichtintensität der Kurve D1 50 Prozent des maximalen Werts der relativen Intensität der Kurve D2. Der maximale Wert der Lichtintensität der Kurve D1 ist die Hälfte des maximalen Werts der Lichtintensität der Kurve D2. Das heißt, eine lokale Lichtintensität der Kurve D1 ist die Hälfte der lokalen Lichtintensität der Kurve D2. Die Kurve D2 ist trapezförmig.
Somit kann das Licht mit der relativen Lichtintensitätscharakteristik der Kurve D1 die lokale Lichtsättigung des Leuchtstoffelement 40G herabsetzen. Das Licht mit der relativen Lichtintensitätscharakteristik der Kurve D1 verbessert auch den Umwandlungswirkungsgrad des Leuchtstoffelements 40G. Das Licht mit der relativen Lichtintensitätscharakteristik der Kurve D1 kann auch die Lebensdauer des Leuchtstoffelements 40G verlängern.
Weiterhin kann eine derartige Verringerung der lokalen Lichtsättigung des Leuchtstoffelements 40G mit einer einfachen Konfiguration erreicht werden, bei der das Lichtkombinierungselement 70 und der Ablenkspiegel 71 gedreht und angeordnet sind. Eine derartig einfache Konfiguration verbessert die Montierbarkeit und kann die Kosten verringern.
<Quelleneinheit 30R für rotes Licht und roter Lichtstrahl>
Die Lichtquellenvorrichtung 2 enthält die Quelleneinheit 30R für rotes Licht. Die Quelleneinheit 30R für rotes Licht enthält die Quellengruppe 310R für rotes Licht, die Licht in einem roten Wellenlängenbereich emittiert. Die Quelleneinheit 30R für rotes Licht enthält auch die Kollimatorlinsengruppe 315R. Die Quellengruppe 310R für rotes Licht enthält mehrere Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht. Der rote Wellenlängenbereich hat eine mittlere Wellenlänge von beispielsweise 640 nm.
14 ist ein Beispiel für ein Konfigurationsdiagramm, das eine Anordnungskonfiguration der Quelleneinheit 30R für rotes Licht illustriert. Wie in 14 illustriert ist, enthält die Quelleneinheit 30R für rotes Licht die Quellengruppe 310R für rotes Licht und die Kollimatorlinsengruppe 315R.
Die Quellengruppe 310R für rotes Licht enthält die Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht.
Die Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht sind in einer X-Y-Ebene angeordnet. In 14 sind die Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 beispielsweise in einer Matrix in der X-Y-Ebene angeordnet.
Die Kollimatorlinsengruppe 315R enthält Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336.
Die Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336 sind in einer X-Y-Ebene angeordnet. In 14 sind die Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336 beispielsweise in der Matrix in der X-Y-Ebene angeordnet.
Die Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336 befinden sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht. Beispielsweise befindet sich die Kollimatorlinse 314 auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Quelle 311 für rotes Licht. Somit ist in 14 die Quelle 311 für rotes Licht durch eine gestrichelte Linie angezeigt.
Die Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336 befinden sich an Positionen entsprechend den Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht. ”Entsprechende Positionen” bezieht sich auf Positionen, an denen von den Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht emittiertes Licht durch die Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336 hindurchgeht.
Die Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336 richten von den Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht emittierte Lichtstrahlen parallel. Beispielsweise richtet die Kollimatorlinse 314 den von der Quelle 311 für rotes Licht emittierten Lichtstrahl parallel.
Die Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336 emittieren die parallel gerichteten Lichtstrahlen in einer Richtung zu der Linsengruppe 300 hin. Hier ist die Richtung zu der Linsengruppe 300 hin die +Z-Achsenrichtung.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht Laserlichtquellen.
Von der Quellengruppe 310R für rotes Licht emittiertes rotes Licht pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Wie in 1 illustriert ist, befindet sich die Kollimatorlinsengruppe 315R auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Quellengruppe 310R für rotes Licht.
Die Kollimatorlinsengruppe 315R enthält die mehreren Kollimatorlinsen 314, 315, 316, 324, 325, 326, 334, 335 und 336.
Das von der Quellengruppe 310R für rotes Licht emittierte rote Licht wird durch die Kollimatorlinsengruppe 315R in parallele Lichtstrahlen umgewandelt. Beispielsweise wird das von der Lichtquelle 311 für rotes Licht emittierte rote Licht durch die Kollimatorlinse 314 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt.
Die durch die Kollimatorlinsengruppe 315R umgewandelten parallelen Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Beispielsweise pflanzt sich der von der Kollimatorlinse 314 umgewandelte parallele Lichtstrahl in der +Z-Achsenrichtung fort.
Die Linsengruppe 300 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Kollimatorlinsengruppe 315R.
Die Linsengruppe 300 enthält beispielsweise die konvexe Linse 301 und die konkave Linse 302.
Die Linsengruppe 300 hat dieselben Charakteristiken wie die vorstehend beschriebene bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102. Das heißt, ein Bündel (Gesamtlichtstrahl) der von der Kollimatorlinsengruppe 315R emittierten parallelen Lichtstrahlen wird durch die Linsengruppe 300 in parallele Lichtstrahlen (Gesamtlichtstrahl) mit einem verringerten Durchmesser umgewandelt.
Die von der konvexen Linse 301 und der konkaven Linse 301 emittierten roten Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das Farbtrennfilter 73 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Linsengruppe 300.
Die von der Linsengruppe 300 emittierten roten Lichtstrahlen erreichen das Farbtrennfilter 73. Die von der Linsengruppe 300 emittierten roten Lichtstrahlen gehen dann durch das Farbtrennfilter 73 hindurch.
Die durch das Farbtrennfilter 73 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das optische Kondensationssystem 80 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 73.
Die durch das Farbtrennfilter 73 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen erreichen das optische Kondensationssystem 80. Die durch das Farbtrennfilter 73 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen gehen dann durch das optische Kondensationssystem 80 hindurch.
Die durch das Farbtrennfilter 73 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen werden durch das optische Kondensationssystem 80 auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 konzentriert.
Selbst wenn die Linsengruppe 300 eliminiert ist, werden, wenn das optische Kondensationssystem 80 eine derartige Größe hat, dass es den von der Kollimatorlinsengruppe 315R emittierten Gesamtlichtstrahl empfangen kann, die von der Kollimatorlinsengruppe 315R emittierten Lichtstrahlen auf die Auftreff-Endfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 konzentriert. Das heißt, das optische Kondensationssystem 80 empfängt die mehreren Lichtstrahlen (Gesamtlichtstrahl), die von der Kollimatorlinsengruppe 315R emittiert wurden, und leitet diese (diesen) zu dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113. Beispielsweise empfängt das optische Kondensationssystem 80 den von der Kollimatorlinse 314 emittierten Lichtstrahl und leitet ihn zu dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113.
Die roten Lichtstrahlen treten durch die Auftreff-Endfläche 113i in das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 ein. Die Lichtintensitätsverteilung der in das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 eintretenden roten Lichtstrahlen wird vergleichmäßigt. Der vergleichmäßigte rote Lichtstrahl wird dann von der Emissionsendfläche 113o emittiert.
Der von der Emissionsendfläche 113o emittierte rote Lichtstrahl trifft durch die Relaislinsengruppe 115, den Ablenkspiegel 120 und die Kondensationslinse 122 ähnlich wie der grüne Lichtstrahl auf das Lichtventil 121.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 empfängt die mehreren konzentrierten Lichtstrahlen durch die Auftreffendfläche 113i und wandelt sie in einen Lichtstrahl mit einer gleichförmigen Lichtintensitätsverteilung um, um den Lichtstrahl zu emittieren.
Das Lichtventil 121 empfängt den gleichförmigen Lichtstrahl und wandelt ihn in moduliertes Licht um, um das modulierte Licht zu emittieren. Das Lichtventil 121 wandelt den auftreffenden gleichförmigen Lichtstrahl in moduliertes Licht um und emittiert ihn.
<Quelleneinheit 20B für blaues Licht und blauer Lichtstrahl>
Die Lichtquellenvorrichtung 2 enthält die Quelleneinheit 20B für blaues Licht. Die Quelleneinheit 20B für blaues Licht enthält die Quellengruppe 210B für blaues Licht, die Licht in einem blauen Wellenlängenbereich emittiert. Die Quelleneinheit 20B für blaues Licht enthält auch die Kollimatorlinsengruppe 215B.
Die Quellengruppe 210B für blaues Licht enthält mehrere Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht. Der blaue Wellenlängenbereich hat eine mittlere Wellenlänge von beispielsweise 460 nm.
15 ist ein Beispiel für ein Konfigurationsdiagramm, das eine Anordnungskonfiguration der Quelleneinheit 20B für blaues Licht illustriert. Wie in 15 illustriert ist, enthält die Quelleneinheit 20B für blaues Licht die Quellengruppe 210B für blaues Licht und die Kollimatorlinsengruppe 215B.
Die Quellengruppe 210B für blaues Licht enthält die Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht.
Die Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht sind in einer Y-Z-Ebene angeordnet. In 15 sind beispielsweise die Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht in einer Matrix in der Y-Z-Ebene angeordnet.
Die Kollimatorlinsengruppe 215B enthält Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236.
Die Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236 sind in einer Y-Z-Ebene angeordnet. In 15 sind die Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236 in einer Matrix in der Y-Z-Ebene angeordnet.
Die Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236 befinden sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht. Beispielsweise befindet sich die Kollimatorlinse 214 auf der –X-Achsenrichtungsseite der Quelle 211 für blaues Licht. Somit ist in 15 die Quelle 211 für blaues Licht durch eine strichlierte Linie angezeigt.
Die Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236 befinden sich an Positionen entsprechend den Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht. ”Entsprechende Positionen” bezieht sich auf Positionen, an denen von den Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht emittiertes Licht durch die Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236 hindurchgeht.
Die Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236 richten von den Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht emittierte Lichtstrahlen parallel. Beispielsweise richtet die Kollimatorlinse 214 den von der Quelle 211 für blaues Licht emittierten Lichtstrahl parallel.
Die Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236 emittieren die parallel gerichteten Lichtstrahlen in einer Richtung zu der Linsengruppe 200 hin. Hier ist die Richtung zu der Linsengruppe 200 hin die –X-Achsenrichtung.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht Laserlichtquellen.
Das von der Quellengruppe 210B für blaues Licht emittierte blaue Licht pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Wie in 1 illustriert ist, befindet sich die Kollimatorlinsengruppe 215B auf der –X-Achsenrichtungsseite der Quellengruppe 210B für blaues Licht.
Die Kollimatorlinsengruppe 215B enthält die mehreren Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236.
Das von der Quellengruppe 210B für blaues Licht emittierte blaue Licht wird durch die Kollimatorlinsengruppe 215B in parallele Lichtstrahlen umgewandelt. Beispielsweise wird das von der Quelle 211 für blaues Licht emittierte blaue Licht durch die Kollimatorlinse 214 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt.
Die von der Kollimatorlinsengruppe 215B umgewandelten parallelen Lichtstrahlen pflanzen sich in der –X-Achsenrichtung fort. Beispielsweise pflanzt sich der durch die Kollimatorlinse 214 umgewandelte parallele Lichtstrahl in der –X-Achsenrichtung fort.
Die Linsengruppe 200 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der Kollimatorlinsengruppe 215B.
Die Linsengruppe enthält beispielsweise die konvexe Linse 201 und die konkave Linse 202.
Die Linsengruppe 200 hat dieselben Charakteristiken wie die vorstehend beschriebene bikonvexe Linse 101 und bikonkave Linse 102.
Das heißt, ein Bündel (Gesamtlichtstrahl) der von der Kollimatorlinsengruppe 215) emittierten parallelen Lichtstrahlen wird durch die Linsengruppe 200 in parallele Lichtstrahlen (Gesamtlichtstrahl) mit einem verringerten Durchmesser umgewandelt.
Die von der konvexen Linse 201 und der konkaven Linse 202 emittierten blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Das Farbtrennfilter 72 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der Linsengruppe 200.
Die von der Linsengruppe 200 emittierten blauen Lichtstrahlen erreichen das Farbtrennfilter 72. Die von der Linsengruppe 200 emittierten blauen Lichtstrahlen gehen dann durch das Farbtrennfilter 72 hindurch.
Die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Das Farbtrennfilter 73 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 72.
Die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden blauen Lichtstrahlen erreichen das Farbtrennfilter 73. Die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden blauen Lichtstrahlen werden dann durch das Farbtrennfilter 73 reflektiert.
Die durch das Farbtrennfilter 73 reflektierten blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Die durch das Farbtrennfilter 72 hindurchgehenden blauen Lichtstrahlen werden durch das Farbtrennfilter 73 in der +Z-Achsenrichtung reflektiert.
Das optische Kondensationssystem 80 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 73.
Die durch das Farbtrennfilter 73 reflektierten blauen Lichtstrahlen erreichen das optische Kondensationssystem 80. Die durch das Farbtrennfilter 73 reflektierten blauen Lichtstrahlen gehen dann durch das optische Kondensationssystem 80 hindurch.
Die durch das Farbtrennfilter 73 reflektierten blauen Lichtstrahlen werden durch das optische Kondensationssystem 80 auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 konzentriert.
Selbst wenn die Linsengruppe 200 eliminiert ist, werden, wenn das optische Kondensationssystem 80 eine solche Größe hat, dass es den von der Kollimatorlinsengruppe 215B emittierten Gesamtlichtstrahl empfangen kann, die von der Kollimatorlinsengruppe 215B emittierten Lichtstrahlen auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 konzentriert. Das heißt, das optische Kondensationssystem 80 empfängt die mehreren von der Kollimatorlinsengruppe 215B emittierten Lichtstrahlen (Gesamtlichtstrahl) und leitet sie (ihn) zu dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113. Beispielsweise empfängt das optische Kondensationssystem 80 den von der Kollimatorlinse 214 emittierten Lichtstrahl und leitet ihn zu dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113.
Die blauen Lichtstrahlen treten durch die Auftreffendfläche 113i in das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 ein. Die Lichtintensitätsverteilung der in das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 eintretenden blauen Lichtstrahlen wird vergleichmäßigt. Der vergleichmäßigte blaue Lichtstrahl wird dann von der Emissionsendfläche 113o emittiert.
Der von der Emissionsendfläche 113o emittierte blaue Lichtstrahl trifft über die Relaislinsengruppe 115, den Ablenkspiegel 120 und die Kondensationslinse 122 ähnlich wie der grüne und der rote Lichtstrahl auf das Lichtventil 121 auf.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 empfängt die mehreren konzentrierten Lichtstrahlen durch die Auftreffendfläche 113i und wandelt sie in einen Lichtstrahl mit einer gleichförmigen Lichtintensitätsverteilung um, um den Lichtstrahl auszugeben.
Das Lichtventil 121 empfängt den gleichförmigen Lichtstrahl und wandelt ihn in moduliertes Licht um, um das modulierte Licht zu emittieren. Das Lichtventil 121 wandelt den auftreffenden gleichförmigen Lichtstrahl in moduliertes Licht um und emittiert diesen.
Die mittlere Wellenlänge von von der Quellengruppe 210B für blaues Licht emittiertem Licht ist zumindest 10 nm länger als die mittlere Wellenlänge von Licht, das von der ersten Anregungslicht-Quellengruppe 110A emittiert wird, und die mittlere Wellenlänge von Licht, das von der zweiten Anregungslicht-Quellengruppe 110B emittiert wird.
Hierdurch ist es möglich, den Farbton der blauen Farbe im Vergleich zu einem Fall, in welchem die erste Anregungslicht-Quellengruppe 110A und die zweite Anregungslicht-Quellengruppe 110B als eine Quelle für blaues Licht verwendet werden, zu verbessern. Die Verwendung einer Quelle für blaues Licht mit einer mittleren Wellenlänge von 460 nm oder länger verbessert den Farbton der blauen Farbe. Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm ist stark purpurähnliches Blau. Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm ist näher an blau als Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm.
<Positionsbeziehung von Kondensationslinse 122, Lichtventil 121 und optischem Projektionssystem 124>
16 ist ein schematisches Diagramm, das allgemein einen Teil der Konfiguration der Projektionsanzeigevorrichtung 1 betrachtet von der Vorderseite aus illustriert. ”Betrachtet von der Vorderseite aus” bezieht sich auf die Betrachtung von der –X-Achsenrichtungsseite aus in der +X-Achsenrichtung.
Zur Vereinfachung der Erläuterung stellt 16 optische Elemente nach dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 dar. ”Nach” bezieht sich auf eine Richtung, in der sich das Licht fortpflanzt. Das heißt, 16 stellt Elemente dar, durch die von dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 emittiertes Licht hindurchgeht, oder Elemente, durch die von dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 emittiertes Licht reflektiert wird.
Ein von dem Ablenkspiegel 120 reflektierter Lichtstrahl geht durch die Kondensationslinse 122 hindurch. Der durch die Kondensationslinse 122 hindurchgehende Lichtstrahl trifft auf das Lichtventil 121 auf.
Wie vorstehend beschrieben ist, moduliert das Lichtventil 121 räumlich das auftreffende Licht gemäß dem Modulationssteuersignal MC. Das Lichtventil 121 wandelt das auftreffende Licht in moduliertes Licht um und emittiert es.
Das optische Projektionssystem 124 empfängt das von der Lichtmodulationsfläche (Lichtemissionsfläche) des Lichtventils 121 emittierte modulierte Licht. Das optische Projektionssystem 124 verstärkt und projiziert das auftreffende modulierte Licht auf die Projektionsfläche 150.
Das modulierte Licht wird auf die Projektionsfläche 150 projiziert. Dann wird ein optisches Bild auf der Projektionsfläche 150 angezeigt. Die Projektionsfläche 150 ist beispielsweise ein externer Schirm oder dergleichen.
Wie in 16 illustriert ist, ist die optische Achse OA des optischen Projektionssystems 124 um einen Abstand d in der +Y-Achsenrichtung gegenüber einer mittleren Achse CA der Lichtemissionsfläche (Lichtmodulationsfläche) des Lichtventils 121 versetzt. Der Abstand d ist der Abstand von der optischen Achse OA des optischen Projektionssystems 124 zu der mittleren Achse CA der Lichtemissionsfläche (Lichtmodulationsfläche) des Lichtventils 121 in der Normalrichtung (Y-Achsenrichtung) zu einer Z-X-Ebene. ”+Y-Achsenrichtung” bezieht sich auf die Höhenrichtung der Projektionsanzeigevorrichtung 1.
Die optische Achse OA und die mittlere Achse CA sind Achsen senkrecht zu einer Y-Z-Ebene. Somit zeigt 16 die optische Achse OA und die mittlere Achse CA durch schwarze Punkte an.
Das Lichtventil 121 befindet sich auf der +X-Achsenrichtungsseite des optischen Projektionssystems 124, so dass ein Teil des Lichtventils 121 durch eine strichlierte Linie angezeigt ist.
Die Kondensationslinse 122 hat eine Form mit einem Teilausschnitt, so dass sie und das optische Projektionssystem 124 nicht einander stören. Hier bezieht sich ”einander stören” auf einen Kontakt zwischen den Teilen. In 16 hat die Kondensatorlinse 122 den Ausschnitt auf ihrer oberen linken Seite, um dem optischen Projektionssystem 124 auszuweichen, das eine zylindrische Form hat.
17 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern der Beziehung zwischen dem optischen Projektionssystem 124 und der Projektionsfläche 150.
Wie in 17 illustriert ist, ist eine mittlere Position der Projektionsfläche 150 um einen Abstand d × M in der +Y-Achsenrichtung gegenüber der optischen Achse OA des optischen Projektionssystems 124 versetzt. Wie vorstehend beschrieben ist, bezeichnet d den Abstand von der mittleren Achse CA des Lichtventils 121 zu der optischen Achse OA des optischen Projektionssystems 124 in der Y-Achsenrichtung. M bezeichnet das Vergrößerungsverhältnis des optischen Projektionssystems 124.
In dem Fall des in dem ersten Ausführungsbeispiel illustrierten optischen Relaissystems von der Relaislinsengruppe 115 zu dem Lichtventil 121 stimmen die mittlere Achse CA des Lichtventils 121 und die optische Achse OA der Projektionslinse nicht miteinander überein. Die optische Achse OA ist eine Achse senkrecht zu einer Y-Z-Ebene. Somit zeigt 17 die optische Achse OA durch einen schwarzen Punkt an. Die in 178 illustrierte ”Projektionsfläche 150” zeigt eine Position an, an der ein Bild auf die Projektionsfläche 150 wie einen Schirm projiziert wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, erreicht das von der Projektionsanzeigevorrichtung 1 emittierte Projektionslicht Ro die Projektionsfläche 150.
Wenn die Mitte der Projektionsfläche 150 auf der +Y-Achsenrichtungsseite der optischen Achse OA des optischen Projektionssystems 124 der Projektionsanzeigevorrichtung 1 ist, ist die optische Achse OA des optischen Projektionssystems 124 gegenüber der mittleren Achse CA des Lichtventils 121 in der +Y-Achsenrichtung versetzt, wie in 16 illustriert ist. Hierdurch ist es möglich, die Projektionsfläche 150 in der +Y-Achsenrichtung zu verschieben, wie in 17 illustriert ist.
Andererseits sollte, wenn die Mitte der Projektionsfläche 150 auf der –Y-Achsenrichtungsseite der optischen Achse OA des optischen Projektionssystems 124 der Projektionsanzeigevorrichtung 1 ist, die Projektionsanzeigevorrichtung 1 um 180 Grad um die X-Achse gedreht werden. Hierdurch ist es möglich, die Mitte der Projektionsfläche 150 in der –Y-Achsenrichtung in 17 zu verschieben. Wenn jedoch das optische Projektionssystem 124 nicht in der Mitte der Projektionsanzeigevorrichtung 1 in der Z-Achsenrichtung ist, ist es erforderlich, die Projektionsanzeigevorrichtung 1 in der Z-Achsenrichtung zu verschieben.
<Beziehung zwischen Leuchtstoffelement 40G und Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113>
18 illustriert ein schematisches Diagramm von Lichtintensitätsverteilungen von auf das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 konzentrierten Lichtstrahlen. 18 ist ein schematisches Diagramm, das die Lichtintensitätsverteilungen auf der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 illustriert. Die in 18 illustrierten Lichtintensitätsverteilungen sind schematisch durch Konturlinien dargestellt. Die Mitten von Punktbildern sind durch schwarze Kreise angezeigt. Die Konturlinien zeigen eine höhere Lichtintensität an, da sie näher zu den Mitten der Punktbilder sind. Das heißt, je näher die Mitten der Punktbilder sind, desto höher ist die Lichtintensität. 18 ist ein Diagramm der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 betrachtet aus der –Z-Achsenrichtung.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wie in 18 illustriert ist, das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 gegenüber der X- und der Y-Achse geneigt. Beispielse ist das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 um die optische Achse C gedreht. In 18 sind die kurzen Seiten der Auftreffendfläche 113i im Uhrzeigersinn aus den Positionen, in denen sie parallel zu der Y-Achse sind, gedreht.
Wie in 9 illustriert ist, werden die von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierten Lichtstrahlen auf der –X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentriert. Die von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierten Lichtstrahlen werden an der Lichtkonzentrationsposition 400a konzentriert. Somit befindet sich die Position, an der die Lichtintensität der von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierten Lichtstrahlen maximal ist, auf der –X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C.
Die von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierten Lichtstrahlen werden auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentriert. Die von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierten Lichtstrahlen werden an der Lichtkonzentrationsposition 400b konzentriert. Somit befindet sich die Position, an der die Lichtintensität der von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierten Lichtstrahlen maximal ist, auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C.
Somit wird ein Lichtstrahl mit einer Lichtintensitätsverteilung, deren Mitte an der Lichtkonzentrationsposition 400a ist, von dem Leuchtstoffelement 40G emittiert. Der Lichtstrahl mit der Lichtintensitätsverteilung, deren Mitte an der Lichtkonzentrationsposition 400a ist, wird durch die Kondensationslinsengruppe 400 parallel gerichtet. Der parallel gerichtete Lichtstrahl wird durch das optische Kondensationssystem 80 auf der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 konzentriert. Die Lichtkonzentrationsposition des parallel gerichteten Lichtstrahls auf der Auftreffendfläche 113i ist auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C. Der Lichtstrahl mit der Lichtintensitätsverteilung, deren Mitte an der Lichtkonzentrationsposition 400a ist, wird an einer Lichtkonzentrationsposition 113a auf der Auftreffendfläche 113i konzentriert. Die Lichtkonzentrationsposition 113a ist auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C.
Andererseits wird ein Lichtstrahl mit einer Lichtintensitätsverteilung, deren Mitte an der Lichtkonzentrationsposition 400b liegt, von dem Leuchtstoffelement 40G emittiert. Der Lichtstrahl mit der Lichtintensitätsverteilung, deren Mitte an der Lichtkonzentrationsposition 400b liegt, wird durch die Kondensationslinsengruppe 400 parallel gerichtet. Der parallel gerichtete Lichtstrahl wird durch das optische Kondensationssystem 80 auf der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 konzentriert. Die Lichtkonzentrationsposition des parallel gerichteten Lichtstrahls auf der Auftreffendfläche 113i ist auf der –X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C. Der Lichtstrahl mit der Lichtintensitätsverteilung, deren Mitte an der Lichtkonzentrationsposition 400b liegt, wird an einer Lichtkonzentrationsposition 113b auf der Auftreffendfläche 113i konzentriert. Die Lichtkonzentrationsposition 113b ist auf der –X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C.
Das Lichtventil 121 wird in einer solchen Weise verwendet, dass ein Lichtstrahl von schräg unten auf das Lichtventil 121 auftrifft. Somit ist das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 so um die optische Achse C gedreht, dass die Längsseitenrichtung der Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 optische mit der Langseitenrichtung des Lichtventils 121 übereinstimmt. Die Drehung des Lichtstrahls um die optische Achse C wird durch den Ablenkspiegel 120 kompensiert. Die optische Achse C ist senkrecht zu einer X-Y-Ebene. Somit zeigt 18 die optische Achse C durch einen schwarzen Punkt an.
Wie ein 9 illustriert ist, wird ein Fall beschrieben, in welchem die Winkelbeziehung zwischen dem Lichtkombinierungselement 710 und dem Ablenkspiegel 712 wie in 8 illustriert gefolgt wird. Das heißt, der in 1 illustrierte Winkel A wird so gesetzt, dass er größer als 45 Grad ist, und der Winkel B wird so gesetzt, dass er kleiner als 45 Grad ist.
In diesem Fall wird das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht auf der –X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentriert. Das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht wird auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentriert. Das Lichtkombinierungselement 710 in 8 entspricht dem Lichtkombinierungselement 70 in 1. Der Ablenkspiegel 712 in 8 entspricht dem Ablenkspiegel 71 in 1.
Ein Fall, in welchem der in 1 illustrierte Winkel A so gesetzt ist, dass er kleiner als 45 Grad ist, und der Winkel B so gesetzt ist, dass er größer als 45 Grad ist, wird auch beschrieben.
In diesem Fall wird das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentriert. Das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht wird auf der –X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C auf dem Phosphorelement 40G konzentriert. Der in 1 illustrierte Winkel A entspricht dem in 8 illustrierten Winkel D. Der in 1 illustrierte Winkel B entspricht dem in 8 illustrierten Winkel E.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist aus Zweckmäßigkeitsgründen ein mittlerer Lichtintensitätsbereich eng. Jedoch ist es durch Anordnen eines Lichtdiffusionselements zwischen dem Farbtrennfilter 72 und der bikonkaven Linse 102 oder in anderer Weise möglich, den mittleren Lichtintensitätsbereich zu verbreitern, um die Intensitätsverteilung zu glätten.
Bei den Simulationen, deren Ergebnisse in den 10 bis 13 illustriert sind, befindet sich das Lichtdiffusionselement zwischen dem Farbtrennfilter 72 und der bikonkaven Linse 102.
Wenn kein Lichtdiffusionselement angeordnet ist, ist der Durchmesser des Lichtstrahls klein, und die Wirkung des Glättens der Intensitätsverteilung ist schwer zu erzielen. Jedoch kann, selbst wenn kein Lichtdiffusionselement verwendet wird, das erste Ausführungsbeispiel die Lichtintensität in zwei Teile teilen und daher einen Vorteil des Verbesserns des Umwandlungswirkungsgrads des Leuchtstoffs und der Verlängerung der Lebensdauer des Leuchtstoffs erhalten.
Das Leuchtstoffelement 40G und die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 sind in konjugierter Beziehung zueinander. Somit wird die Lichtintensitätsverteilung auf dem Leuchtstoffelement 40G die Lichtintensitätsverteilung auf der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113. Das heißt, die Form der in 9 illustrierten Lichtintensitätsverteilung auf dem Leuchtstoffelement 40G ist ähnlich der Form der in 18 illustrierten Lichtintensitätsverteilung auf der Auftreffendfläche 113i.
Hier wird hinsichtlich des Leuchtstoffelements 40G, wenn der von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Lichtstrahl auf die Leuchtstoffoberfläche konzentriert wird, dieser in einen grünen Lichtstrahl umgewandelt, der ein perfekt zerstreuter Lichtstrahl ist, und diese wird zu der Kondensationslinsengruppe 400 hin emittiert.
In gleicher Weise wird hinsichtlich des Leuchtstoffelements 40G, wenn der von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Lichtstrahl auf die Leuchtstoffoberfläche konzentriert wird, dieser in einen grünen Lichtstrahl umgewandelt, der ein perfekt zerstreuter Lichtstrahl ist, und dieser wird zu der Kondensationslinsengruppe 400 hin emittiert.
Ein Emissionswinkel S1 und ein Emissionsbereich SA einer Lichtquelle haben eine Beziehung gemäß der folgenden Gleichung (1). Die Lichtquelle ist hier der Leuchtstoff des Leuchtstoffelements 40G. Somit entspricht ein Emissionswinkel von umgewandeltem grünen Licht dem Emissionswinkel S1. Ein Durchmesser eines Punkts von Anregungslicht auf dem Leuchtstoffelement 40G entspricht dem Emissionsbereich SA. SA × (sin(S1))² = konstant (1)
Es wird angenommen, dass ein Divergenzwinkel (Emissionswinkel S1) des von dem Leuchtstoffelement 40G emittierten Lichtstrahls 80 Grad beträgt und ein effektiver Auftreffwinkel des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 30 Grad beträgt. In diesem Fall ist die Fläche des auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 auftreffenden Lichtstrahls etwa das Vierfache der Fläche des Punkts von Anregungslicht auf dem Leuchtstoffelement 40G. Somit können die optimale Position und Größe (Punktdurchmesser) des auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentrierten Lichtstrahls anhand der Fläche des auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 auftreffenden Lichtstrahls bestimmt werden.
Beispielsweise haben der Divergenzwinkel (80 Grad) des von dem Leuchtstoffelement 40G emittierten Lichtstrahls und der effektive Auftreffwinkel (30 Grad) des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 eine Beziehung gemäß der folgenden Formel (2). (sin(80))² ≈ 4 × (sin(30))² (2)
Wie in Formel (2) gezeigt ist, ist, wenn angenommen wird, dass die Fläche des Punktdurchmessers SA (Emissionsfläche) ist, die Fläche (L0 × H0) der Auftreffendfläche 113i des in 6 illustrierten Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 vergleichbar mit 4 × SA. Hieraus kann die Fläche SA des Punktdurchmessers bestimmt werden. Hier wird in 6 angenommen, dass die Auftreffendfläche 113i und die Emissionsendfläche 113o dasselbe Aspektverhältnis (L:H) und dieselbe Fläche haben.
Der Grund, weshalb die Fläche der Auftreffendfläche 113i mit 4 × SA ”vergleichbar” ist, besteht genau genommen darin, dass die Emissionsendfläche 113o rechteckig ist und der Punktdurchmesser kreisförmig ist, so dass ”gleich” nicht verwendet werden kann. ”Vergleichbar” bedeutet nahezu gleich.
Es wird angenommen, dass die Emissionsfläche SA der Lichtquelle vergleichbar mit der Fläche des Punktdurchmessers von Anregungslicht ist. Die Emissionsfläche SA der Lichtquelle ist die Fläche des Bereichs, in welchem der Leuchtstoff Fluoreszenz emittiert.
Hier werden die Fläche und der effektive Auftreffwinkel des auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 auftreffenden Lichtstrahls anhand der Fläche und des effektiven Auftreffwinkels des auf das Lichtventil 121 auftreffenden Lichtstrahls bestimmt. Unter Berücksichtigung hiervon werden sie auch durch Verwendung von Gleichung (1) berechnet. Hier kann, da die Emissionsendfläche 113o des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 und das Lichtventil 121 in konjugierter Beziehung zueinander sind, die Gleichung (1) angewendet werden.
Es wird angenommen, dass ein Winkel des auf die Auftreffendfläche 113i auftreffenden Lichtstrahls derselbe ist wie ein Winkel des von der Emissionsendfläche 113o emittierten Lichtstrahls.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich die Möglichkeit, die Lichtintensitätsverteilung des auf dem Leuchtstoffelement 40G konzentrierten Lichts anhand der Fläche und des effektiven Winkels des auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 auftreffenden Lichtstrahls zu bestimmen.
In 18 ist das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 gegenüber der X- und der Y-Achse geneigt. Somit empfängt es nicht effizient die Lichtstrahlen von dem Leuchtstoffelement 40G. Jedoch kann die Neigung mit Bezug auf die X- und Y-Achse eliminiert werden durch Drehen von Lichtstrahlen vor dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 um die Mitte C des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113.
Die Neigung des von dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 emittierten Lichts kann durch Ausgestaltung des optischen Systems nach dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 eliminiert werden. Beispielsweise kann die Neigung des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 durch Modifizieren des optischen Beleuchtungssystems derart, dass es ein Totalreflexionsprisma enthält, eliminiert werden.
Das Lichtkombinierungselement 70 und der Ablenkspiegel 71 müssen in Richtungen derart gedreht werden, dass zwei von der Lichtquelle (Leuchtstoffelement 40G) emittierte Lichtstrahlen in der Langseitenrichtung der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 gebildet werden. Das heißt, die Lichtkonzentrationsposition 113a und die Lichtkonzentrationsposition 113b müssen in der Langseitenrichtung der Auftreffendfläche 113i ausgerichtet werden. Somit muss die Anordnung der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a und der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b auch gestaltet werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind die zwei Lichtquellenbilder auf dem Leuchtstoffelement 40G gebildet. Eine lokale Lichtintensitätsverteilung auf dem Leuchtstoffelement 40G wird reduziert. Hier zeigt ”lokale Lichtintensitätsverteilung” an, dass die Energiedichte lokal hoch ist. Eine lokale Lichtsättigung des Leuchtstoffelements 40G kann herabgesetzt werden. Der Umwandlungswirkungsgrad des Leuchtstoffelements 40G wird verbessert.
Weiterhin kann die Verringerung der lokalen Lichtintensitätsverteilung auf dem Leuchtstoffelement 40G erzielt werden durch Drehen des Lichtkombinierungselements 70 und des Ablenkspiegels 71. Somit ist es nicht erforderlich, ein optisches Element hinzuzufügen, so dass es durch Verhindern der Zunahme der Anzahl von Teilen möglich ist, die Vorrichtung klein zu halten, die Montierbarkeit zu verbessern oder die Kosten herabzusetzen.
Es ist möglich, zu bewirken, dass die zwei von der Lichtquelle (Leuchtstoffelement 40G) emittierten Lichtstrahlen auf der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 auftreffen.
Das erste Ausführungsbeispiel hat eine Konfiguration, bei der die Lichtstrahlen sich in der Reihenfolge des Lichtkombinierungselements 70, der bikonvexen Linse 101, des Ablenkspiegels 71 und der bikonkaven Linse 102 fortpflanzen. Jedoch kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Lichtstrahlen in der Reihenfolge des Lichtkombinierungselements 70, des Ablenkspiegels 71, der bikonvexen Linse 101 und der bikonkaven Linse 102 fortpflanzen. Selbst in diesem Fall sollten das Lichtkombinierungselement 70 und der Ablenkspiegel 71 in derselben Richtung um die Y-Achse gedreht werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102 angeordnet, um den Lichtstrahldurchmesser zu verringern. Jedoch können die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102 weggelassen werden. Das heißt, selbst wenn die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102 weggelassen werden, können dieselben Vorteile erzielt werden.
In gleicher Weise können die Linsengruppen 200 und 300 weggelassen werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, enthält die Lichtquellenvorrichtung 2 das Lichtkombinierungselement 70 und das Leuchtstoffelement 40G. Das Lichtkombinierungselement 70 lässt erstes Anregungslicht durch und reflektiert zweites Anregungslicht. Das Leuchtstoffelement 40G empfängt das erste Anregungslicht und das zweite Anregungslicht und emittiert Fluoreszenz.
Der Emissionswinkel des von dem Lichtkombinierungselement 70 emittierten ersten Anregungslichts und der Reflexionswinkel des von dem Lichtkombinierungselement 70 reflektierten zweiten Anregungslichts sind voneinander verschieden, so dass die Position 400a, an der das erste Anregungslicht, das durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurchgeht, das Leuchtstoffelement 40G erreicht, und die Position 400b, an der das durch das Lichtkombinierungselement 70 reflektierte zweite Anregungslicht das > Leuchtstoffelement 40G erreicht, voneinander verschieden sind.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das erste Anregungslicht das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht. Das zweite Anregungslicht ist das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die erste Lichtquelle 110A beschrieben als die ”erste Anregungslichtquellengruppe”, die mehrere Lichtquellen enthält. Jedoch ist dies ein Beispiel, in welchem mehrere Lichtquellen verwendet werden, um die Lichtmenge zu vergrößern, und wenn eine Lichtquelle mit einer großen Lichtmenge verwendet wird, besteht keine Notwendigkeit, eine ”Lichtquellengruppe” zu verwenden.
Bei der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels werden die beiden Lichtquellen (Lichtquellengruppen) verwendet, aber Licht von einer einzelnen Lichtquelle kann in erstes Anregungslicht und zweites Anregungslicht geteilt werden.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 enthält die erste Lichtquelle 110A und die zweite Lichtquelle 110B. Das erste Anregungslicht wird von der ersten Lichtquelle 110A emittiert, und das zweite Anregungslicht von der zweiten Lichtquelle 110B emittiert.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die erste Lichtquelle 110A als die erste Anregungslichtquellengruppe 110A beschrieben. Die zweite Lichtquelle 110B wird als die zweite Anregungslichtquellengruppe 110B beschrieben.
Das erste Anregungslicht geht durch die Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 70 zum Reflektieren des zweiten Anregungslichts hindurch.
Das Lichtkombinierungselement 70 enthält die Durchlassbereiche 75 für den Durchlass des ersten Anregungslichts und die Reflexionsflächen der Reflexionsbereiche 74 zum Reflektieren des zweiten Anregungslichts. Die Reflexionsbereiche 74 sind Bereiche, die von den Durchlassbereichen 75 verschieden sind.
Die Durchlassbereiche 75 haben die Durchlassflächen. Die Durchlassflächen sind auf derselben Oberfläche wie die Reflexionsflächen der Reflexionsbereiche 74.
Die Durchlassbereiche 75 sind durch in dem Lichtkombinierungselement 70 angeordnete Öffnungen gebildet.
Die Reflexionsflächen des Lichtkombinierungselements 70 enthalten eine Normale zu einer Oberfläche enthaltend einen mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und einen mittleren Lichtstrahls des Lichtstrahls des zweiten Anregungslichts, und ist in einer solchen Weise angeordnet, dass sie um die Normale gedreht wird.
Die Durchlassflächen des Lichtkombinierungselements 70 enthalten eine Normale zu einer Oberfläche, enthaltend einen mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und einen mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des zweiten Anregungslichts, und ist in einer solchen Weise angeordnet, dass sie um die Normale gedreht wird.
Der durch die mittleren Lichtstrahl des auf das Lichtkombinierungselement 70 auftreffenden Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und den mittleren Lichtstrahl des auf das Lichtkombinierungselement 70 auftreffenden Lichtstrahls des zweiten Anregungslichts gebildete Winkel beträgt 90 Grad.
Wenn sich eine Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 70 beispielsweise auf der Seite befindet, von der das erste Anregungslicht emittiert wird, ist die Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 70 in einer solchen Weise angeordnet, dass sie um eine Normale zu einer Oberfläche, die einen mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und einen mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des zweiten Anregungslichts enthält, gedreht wird, aus einer Position, an der ein Emissionswinkel des ersten Anregungslichts mit Bezug auf die Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 70 gleich 45 Grad ist.
Wenn sich eine Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements 70 beispielsweise auf der Seite befindet, auf der das erste Anregungslicht auftrifft, ist eine Durchlassfläche des Lichtkombinierungselements 70 in einer solchen Weise angeordnet, dass sie um eine Normale zu einer Oberfläche, die einen mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und einen mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des zweiten Anregungslichts enthält, gedreht wird, aus einer Position, an der ein Emissionswinkel des ersten Anregungslichts mit Bezug auf die Durchlassfläche des Lichtkombinierungselements 70 gleich 45 Grad ist.
Somit ist das Lichtkombinierungselement 70 in einer solchen Weise angeordnet, dass es um die Normale zu der Oberfläche enthaltend den mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und den mittleren Lichtstrahl des Lichtstrahls des zweiten Anregungslichts gedreht ist.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 enthält den Ablenkspiegel 71. Der Ablenkspiegel 71 reflektiert das durch das Lichtkombinierungselement 70 hindurchgehende erste Anregungslicht und das durch das Lichtkombinierungselement 70 reflektierte zweite Anregungslicht.
Die Reflexionsfläche des Ablenkspiegels 71 enthält eine Normale zu einer Ebene enthaltend einen mittleren Lichtstrahl des auf den Ablenkspiegel 71 auftreffenden Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und einen mittleren Lichtstrahl des durch den Ablenkspiegel 71 reflektierten Lichtstrahls des ersten Anregungslichts, und ist in einer solchen Weise angeordnet, dass sie um die Normale gedreht ist.
Die Reflexionsfläche des Ablenkspiegels 71 ist in einer solchen Weise angeordnet, dass sie um die Normale der Ebene enthaltend den mittleren Lichtstahl des auf den Ablenkspiegel 71 auftreffenden Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und den mittleren Lichtstrahl des durch den Ablenkspiegel 71 reflektierten Lichtstrahls des ersten Anregungslichts gedreht ist, aus einer Position, an der der Auftreffwinkel des mittleren Lichtstrahls des ersten Anregungslichts mit Bezug auf die Reflexionsfläche des Ablenkungsspiegels 71 gleich 45 Grad ist.
Die Lichtquellenvorrichtung 2 enthält die Kollimatorlinse 115A zum Umwandeln des von der ersten Lichtquelle 110A emittierten ersten Anregungslichts in einem parallelen Lichtstrahl. Die Lichtquellenvorrichtung 2 enthält auch die Kollimatorlinse 115B zum Umwandeln des von der zweiten Lichtquelle 110B emittierten zweiten Anregungslichts in einen parallelen Lichtstrahl.
Zweites Ausführungsbeispiel
19 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch die Hauptkomponenten einer Lichtquellenvorrichtung 1001 eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung illustriert. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass es drehbare Leuchtstoffelemente 41G und 42G, eine Kollimationslinsengruppe 501 und eine Kondensationslinsengruppe 502 hat. Elemente, die dieselben wie die Elemente der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 1 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von diesen wird weggelassen.
Elemente, die dieselben wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, sind die erste Anregungslichtquelleneinheit 10a, die zweite Anregungslichtquelleneinheit 10b, das Lichtkombinierungselement 70, die bikonvexe Linse 101, die bikonvexe Linse 102, der Ablenkspiegel 71, das Farbtrennfilter 72, das Farbtrennfilter 73, die Kondensationslinsengruppe 400 (konvexe Linse 401 und asphärische konvexe Linse 402), Quelleneinheit 20B für blaues Licht, Quelleneinheit 30R für rotes Licht, und Linsengruppen 200 und 300.
Das optischen Kondensationssystem 80 und das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 sind auch dieselben wie diejenigen der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Elemente nach dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 sind auch dieselben wie diejenigen der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, Elemente, die dieselben wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, sind die Relaislinsengruppe 115 (konkav-konvexe Linse (Meniskuslinse) 116, konvexe Linse 117 und bikonvexe Linse 118), Ablenkspiegel 120, Kondensationslinse 122, Lichtventil 121, optisches Projektionssystem 124 und Steuervorrichtung 3.
Die Lichtquellenvorrichtungen 2 und 1001 enthalten, als ein afokales optisches System, die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102. Die Kondensationslinsengruppe 400 der Lichtquellenvorrichtungen 2 und 1001 enthalten die konvexe Linse 401 und die asphärische konvexe Linse 402. Die Relaislinsengruppe 115 der Lichtquellenvorrichtungen 2 und 1001 enthalten die konkav-konvexe Linse (Meniskuslinse) 116, die konvexe Linse 117 und die bikonvexe Linse 118.
Hinsichtlich der Konfigurationen, Funktionen, Operationen oder dergleichen der Elemente, die dieselben wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, wird, wenn ihre Beschreibung in dem zweiten Ausführungsbeispiel weggelassen ist, stattdessen die Beschreibung bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Auch wird die Beschreibung betreffend das erste Ausführungsbeispiel bei dem zweiten Ausführungsbeispiel als Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwendet. Hier enthält ”Operationen” das Verhalten von Licht.
20 ist ein schematisches Diagramm des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G betrachtet aus der +Z-Achsenrichtung. 21 ist ein schematisches Diagramm des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G betrachtet aus der +Z-Achsenrichtung. 22 ist ein schematisches Diagramm eines anderen Beispiels des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G betrachtet aus der +Z-Achsenrichtung.
<Konfiguration des drehbaren Leuchtstoffelements>
In 20 hat das sich drehende Leuchtstoffelement 41G beispielsweise eine Scheibenform. Leuchtstoff ist auf einen Teil eines Umfangsbereichs der Scheibe aufgebracht. Das drehbare Leuchtstoffelement 41G ist nicht auf eine Scheibenform beschränkt.
Ein Bereich 41Ga des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G ist ein Bereich, auf den der Leuchtstoff aufgebracht ist. Der Umfangsbereich der Scheibe ist ein Bereich, auf den ein Lichtstrahl gestrahlt wird.
Ein Bereich 41Gb des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G ist ein Bereich (Durchlassbereich) zum Durchlassen von Licht. Das heißt, ein auf den Bereich 41Gb auftreffender Lichtstrahl geht durch den Bereich 41Gb hindurch.
In 20 ist die rechte Hälfte (+X-Achsenrichtungsseite) des Umfangsbereichs des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G der Bereich 41Ga. Die linke Hälfte (–X-Achsenrichtungsseite) des Umfangsbereichs des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G ist der Bereich 41Gb.
In 22 ist der Umfangsbereich des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G in vier Teile geteilt, und Bereiche 41Ga und Bereiche 41Gb sind abwechselnd angeordnet.
In 22 sind die rechte Seite (+X-Achsenrichtungsseite) und die linke Seite (–X-Achsenrichtungsseite) des Umfangsbereichs des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G die Bereiche 41Ga. Die obere Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) und die untere Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) des Umfangsbereichs des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G sind die Bereiche 41Gb.
In 21 hat das sich drehende Leuchtstoffelement 42G beispielsweise eine Scheibenform. Leuchtstoff ist auf den gesamten Umfangsbereich der Scheibe aufgebracht. Das sich drehende Leuchtstoffelement 42G ist nicht auf eine Scheibenform beschränkt.
Ein Bereich 42Ga des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G ist der Bereich, auf den der Leuchtstoff aufgebracht ist. Der Umfangsbereich der Scheibe ist ein Bereich, auf den ein Lichtstrahl gestrahlt wird.
<Verhalten von von Anregungslichtquellengruppen 110A und 110B emittiertem Licht>
Die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a und der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten Lichtstrahlen werden durch die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102 parallel gerichtet. Die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a und der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten Lichtstrahlen treffen dann auf die Kondensationslinsengruppe 400 auf.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Ablenkspiegel 71 zwischen der bikonvexen Linse 101 und der bikonkaven Linse 102 angeordnet.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Fortpflanzungsrichtung der sich von der bikonvexen Linse 101 in der –X-Achsenrichtung fortpflanzenden Lichtstrahlen durch den Ablenkspiegel 71 in die –Z-Achsenrichtung geändert.
Die auf die Kondensationslinsengruppe 400 auftreffenden Lichtstrahlen werden durch die Kondensationslinsengruppe 400 auf das sich drehende Leuchtstoffelement 41G konzentriert.
Auf den Bereich 41Ga des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G konzentrierte Lichtstrahlen werden durch den Leuchtstoff in einen grünen Lichtstrahl (Fluoreszenz) umgewandelt.
Der durch den Bereich 41Ga in Fluoreszenz umgewandelte grüne Lichtstrahl pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Der von dem sich drehenden Leuchtstoffelement 41G emittierte grüne Lichtstrahl erreicht dann die Kondensationslinsengruppe 400. Der von dem sich drehenden Leuchtstoffelement 41G emittierte grüne Lichtstrahl wird durch die Kondensationslinsengruppe 400 parallel gerichtet. Der parallel gerichtete grüne Lichtstrahl pflanzt sich dann in der +Z-Achsenrichtung fort. Der parallel gerichtete grüne Lichtstrahl pflanzt sich dann zu dem Farbtrennfilter 72 hin fort.
Andererseits gehen Lichtstrahlen, die auf den Bereich 41Gb des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G konzentriert werden, durch das sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurch.
Die durch das sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurchgehenden Lichtstrahlen pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die Kollimationslinsengruppe 501 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G.
Die Kollimationslinsengruppe 501 enthält eine konvexe Linse 501a und eine konvexe Linse 501b. Die konvexe Linse 501a befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Kollimationslinsengruppe 501. Die konvexe Linse 501b befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kollimationslinsengruppe 501.
Die durch das sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurchgehenden Lichtstrahlen erreichen die Kollimationslinsengruppe 501. Die durch das sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurchgehenden Lichtstrahlen werden dann durch die Kollimationslinsengruppe 501 wieder parallel gerichtet.
Die durch die Kollimationslinsengruppe 501 parallel gerichteten Lichtstrahlen pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die Kondensationslinsengruppe 502 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kollimationslinsengruppe 501.
Die Kondensationslinsengruppe 502 enthält eine konvexe Linse 502a und eine konvexe Linse 502b. Die konvexe Linse 502b ist auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinsengruppe 502 angeordnet. Die konvexe Linse 502a ist auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinsengruppe 502 angeordnet.
Die durch die Kollimationslinsengruppe 501 parallel gerichteten Lichtstrahlen erreichen die Kondensationslinsengruppe 502. Die durch die Kollimationslinsengruppe 501 parallel gerichteten Lichtstrahlen werden durch die Kondensationslinsengruppe 502 auf den Bereich 42Ga des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G konzentriert.
Die durch die Kondensationslinsengruppe 502 konzentrierten Lichtstrahlen pflanzen sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Das sich drehende Leuchtstoffelement 42G ist auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinsengruppe 502 angeordnet.
Die durch die Kondensationslinsengruppe 502 konzentrierten Lichtstrahlen erreichen das sich drehende Leuchtstoffelement 42G. Die auf den Bereich 42Ga des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G konzentrierten Lichtstrahlen werden durch den Leuchtstoff in einen grünen Lichtstrahl (Fluoreszenz) umgewandelt.
Der durch den Bereich 42Ga umgewandelte grüne Lichtstrahl pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Der von dem sich drehenden Leuchtstoffelement 42G emittierte grüne Lichtstrahl erreicht dann die Kondensationslinsengruppe 502.
Der von dem sich drehenden Leuchtstoffelement 42G emittierte grüne Lichtstrahl wird durch die Kondensationslinsengruppe 502 parallel gerichtet. Der von der Kondensationslinsengruppe 502 parallel gerichtete grüne Lichtstrahl pflanzt sich dann in der +Z-Achsenrichtung fort.
Der von der Kondensationslinsengruppe 502 parallel gerichtete Lichtstrahl erreicht dann die Kollimationslinsengruppe 501. Der durch die Kondensationslinsengruppe 502 parallel gerichtete Lichtstrahl wird von der Kollimationslinsengruppe 501 auf den Bereich 41Gb des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G konzentriert.
Da der Bereich 41Gb ein Durchlassbereich ist, geht der auf den Bereich 41Gb konzentrierte Lichtstrahl durch das sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurch. Obgleich das sich drehende Leuchtstoffelement 41G sich dreht, geht, da ein sich drehende Leuchtstoffelement 42G erreichender Lichtstrahl durch den Bereich 41Gb hindurchgegangen ist, die von dem Bereiche 42Ga emittierte Fluoreszenz auch durch den Bereich 41Gb hindurch.
Der durch das sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurchgehende Lichtstrahl erreicht die Kondensationslinsengruppe 400. Der durch das sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurchgehende Lichtstrahl wird durch die Kondensationslinsengruppe 400 parallel gerichtet.
Der durch die Kondensationslinsengruppe 400 parallel gerichtete Lichtstrahl pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Der durch die Kondensationslinsengruppe 400 parallel gerichtete Lichtstrahl pflanzt sich zu dem Farbtrennfilter 72 hin fort.
Somit erreichen Lichtstrahlen, die auf die Bereiche 41Ga und 42Ga, auf die Leuchtstoff aufgebracht ist, konzentrierten Lichtstrahlen der sich drehenden Leuchtstoffelemente 41G und 42G diese zu verschiedenen Zeiten.
Wenn Lichtstrahlen auf den Bereich 41Ga konzentriert werden, werden die Lichtstrahlen durch das sich drehende Leuchtstoffelement 41G in einen grünen Lichtstrahl umgewandelt. Wenn Lichtstrahlen auf den Bereich 41Gb konzentriert werden, werden die Lichtstrahlen durch das sich drehende Leuchtstoffelement 42G in einen grünen Lichtstrahl umgewandelt.
Somit ist es möglich, die lokale Energiedichte jedes Leuchtstoffs zeitlich zu teilen und zu halbieren. Dann ist es möglich, den Wirkungsgrad der Umwandlung in von den Leuchtstoffen der sich drehenden Leuchtstoffelemente 41G und 42G emittiertes Licht zu verbessern. Es ist auch möglich, die Lebensdauer des Leuchtstoffs zu verlängern.
Hier können die Linsen 401, 501a und 502a einander identisch sein. Die Linsen 402, 501b und 502b können einander identisch sein. Die Kollimationslinsengruppen 501 und 502 sind mit der Kondensationslinsengruppe 400 identisch. Durch Verwendung gemeinsamer Linsen ist es möglich, die Modularisierung zu vereinfachen und die Zusammenbaubarkeit zu verbessern, wodurch es möglich ist, einen Anstieg der Kosten zu verringern.
Es ist bevorzugt, dass die Kondensationslinsengruppe 400, die Kollimationslinsengruppe 501 und die Kondensationslinsengruppe 502 denselben Brennpunkt haben.
Dies ergibt sich daraus, dass es bevorzugt ist, dass der Durchmesser des auf das sich drehende Leuchtstoffelement 42G konzentrierten Lichtstrahls gleich dem Durchmesser des auf das sich drehende Leuchtstoffelement 41G konzentrierten Lichtstrahls nach dem Austreten aus dem sich drehenden Leuchtstoffelement 42G ist.
Somit ist es bevorzugt, dass Abstände F1, F2 und F3 einander gleich sind. Der Abstand F1 ist der Abstand zwischen der Linse 401 und dem sich drehenden Leuchtstoffelement 41G. Der Abstand F2 ist der Abstand zwischen dem sich drehenden Leuchtstoffelement 41G und der Linse 501a. Der Abstand F3 ist der Abstand zwischen der Linse 502a und dem sich drehenden Leuchtstoffelement 42G.
Es wurde ein Fall beschrieben, in welchem das sich drehende Leuchtstoffelement 41G und das sich drehende Leuchtstoffelement 42G zeitlich nicht gesteuert werden. Wenn sie jedoch zeitlich gesteuert werden, sollte, wenn der Durchlassbereich 41Gb des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G auf den Lichtstrahlen ist, der Bereich 42Ga, auf den Leuchtstoff aufgebracht ist, des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G auf den Lichtstrahlen sein. Beispielsweise ist, wie in 22 illustriert ist, die Anzahl von Durchlassbereichen 41Gb des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G beliebig.
Das sich drehende Leuchtstoffelement 41G und das sich drehende Leuchtstoffelement 42G können einander identisch sein. Beispielsweise wird das in 20 oder 22 illustrierte, sich drehende Leuchtstoffelement 41G als das sich drehende Leuchtstoffelement 42G verwendet.
Durch Antreiben der sich drehenden Leuchtstoffelemente 41G und 42G in einer Zeitteilungsweise wird es möglich, einen einzelnen drehbaren Leuchtstoff zu erhalten. Wenn sie aus der Drehachsenrichtung (Z-Achsenrichtung) betrachtet werden, sollten sich die drehenden Leuchtstoffelemente 41G und 42G so drehen, dass der Bereich 41Gb des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G und der Bereich 42Ga des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G einander überlappen.
In diesem Fall werden Lichtstrahlen, die durch den Bereich 41Gb des sich drehenden Leuchtstoffelements 41G hindurchgehen, auf den Bereich 42Ga des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G konzentriert. Die Teile können gemeinsam ausgebildet sein, die Zusammenbaubarkeit wird verbessert und die Kosten können verringert werden.
Das zweite Ausführungsbeispiel beschreibt einen Fall, in welchem die erste Anregungslichtquelleneinheit 10a und die zweite Anregungslichtquelleneinheit 10b angeordnet sind, aber es ist möglich, das Lichtkombinierungselement 70 und die zweite Anregungslichtquelleneinheit 10b zu entfernen und die erste Anregungslichtquelleneinheit 10a in der –X-Achsenrichtung zu verschieben. Das heißt, es ist möglich, die erste Anregungslichtquelleneinheit 10a in einer Richtung zu der bikonvexen Linse 101 hin zu verschieben.
Hierdurch ist es möglich, die Projektionsanzeigevorrichtung 1001 in der X-Achsenrichtung zu verkleinern. Es wird möglich, die Projektionsanzeigevorrichtung 1001 zu verkleinern, während der Vorteil des Verlängerns der Lebensdauer des Leuchtstoffs durch den Zeitteilungsantrieb beibehalten wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, enthält die Lichtquellenvorrichtung 1001 die erste Kondensationslinse 400, das erste sich drehende Leuchtstoffelement 41G und die zweite Kondensationslinse 502. Die Lichtquellenvorrichtung 1001 enthält auch das Leuchtstoffelement 42G.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die erste Kondensationslinse 400 als die Kondensationslinsengruppe 400 beschrieben. Die zweite Kondensationslins 502 wird als die Kondensationslinsengruppe 502 beschrieben. Das Leuchtstoffelement 42G wird als das sich drehende Leuchtstoffelement 42G beschrieben.
Die erste Kondensationslinse 400 wandelt Anregungslicht in erstes konzentriertes Licht um. Das erste sich drehende Leuchtstoffelement 41G ist an einer Position angeordnet, an der das erste konzentrierte Licht konzentriert ist. Das erste sich drehende Leuchtstoffelement 41G enthält den ersten Leuchtstoffbereich 41Ga, auf den Leuchtstoff aufgebracht ist und der das erste konzentrierte Licht empfängt und Fluoreszenz emittiert, und den Durchlassbereich 41Gb, der das erste konzentrierte Licht durchlässt. Die zweiten Kondensationslinse 502 wandelt das erste konzentrierte Licht, das durch das erste sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurchgeht, in zweites konzentriertes Licht um.
Das erste konzentrierte Licht erreicht den ersten Leuchtstoffbereich 41Ga oder Durchlassbereich 41Gb aufgrund der Drehung des ersten sich drehenden Leuchtstoffelements 41G.
Das Leuchtstoffelement 42G befindet sich an einer Position, an der das zweite konzentrierte Licht konzentriert wird. Das Leuchtstoffelement 42G enthält den zweiten Leuchtstoffbereich 42Ga, auf den ein Leuchtstoffelement aufgebracht ist und der das zweite konzentrierte Licht empfängt und zweite Fluoreszenz emittiert.
Die Lichtquellenvorrichtung 1001 enthält die dritte Kondensationslinse 501, die das erste konzentrierte Licht, das durch das erste sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurchgeht, parallel richtet.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die dritte Kondensationslinse 501 als die Kondensationslinsengruppe 501 beschrieben.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die auf die erste Kondensationslinse 400 auftreffenden Lichtstrahlen und die auf die zweite Kondensationslinse 502 auftreffenden Lichtstrahlen parallele Lichtstrahlen. Jedoch müssen die auf die erste Kondensationslinse 400 auftreffenden Lichtstrahlen nicht notwendigerweise parallele Lichtstrahlen sein. Es ist ausreichend, dass die Lichtstrahlen durch die erste Kondensationslinse 400 an einer Position des ersten sich drehenden Leuchtstoffelements 41G konzentriert werden. Es ist ausreichend, dass durch das erste sich drehende Leuchtstoffelement 41G in Fluoreszenz umgewandeltes Licht parallel gerichtet wird.
Weiterhin brauchen die auf die zweite Kondensationslinse 502 auftreffenden Lichtstrahlen nicht notwendigerweise parallele Lichtstrahlen zu sein. Es ist ausreichend, dass die Lichtstrahlen durch die zweite Kondensationslinse 502 an einer Position des zweiten sich drehenden Leuchtstoffelements 42G konzentriert werden. Es ist ausreichend, dass durch das zweite sich drehende Leuchtstoffelement 42G in Fluoreszenz umgewandeltes Licht parallel gerichtet wird. Dies ergibt sich daraus, dass, da die Fluoreszenz Licht mit einem großen Divergenzwinkel ist, um die Fluoreszenz an einer Position des ersten sich drehenden Leuchtstoffelements 41G zu konzentrieren, bevorzugt ist, die Fluoreszenz parallel zu richten.
Die Lichtquellenvorrichtung 1001 enthält die Lichtquelle 110A und die Kollimatorlinse 115A. Die Lichtquelle 110A emittiert Anregungslicht. Die Kollimatorlinse 115A wandelt das von der Lichtquelle 110A emittierte Anregungslicht in einen ersten parallelen Lichtstrahl um.
Die Lichtquellenvorrichtung 1001 enthält die dritte Kondensationslinse 501. Die dritte Kondensationslinse 501 wandelt das erste konzentrierte Licht, das durch das erste sich drehende Leuchtstoffelement 41G hindurchgeht, in einen parallelen Lichtstrahl um.
Drittes Ausführungsbeispiel
23 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch die Hauptkomponenten einer Lichtquellenvorrichtung 1002 nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Charakteristiken eines Farbtrennfilters 136. Das Farbtrennfilter 136 entspricht dem Farbtrennfilter 73 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Es unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel auch hinsichtlich der optischen Pfade des von der Quelleneinheit 20B für blaues Licht emittierten Lichts und des von der Quelleneinheit 30R für rotes Licht emittierten Lichts.
Bei dem ersten Ausführungseispiel wandeln die Linsengruppen 200 und 300 die roten Lichtstrahlen und blauen Lichtstrahlen in die parallelen Lichtstrahlen um und emittieren diese. Jedoch wandeln bei dem dritten Ausführungsbeispiel konvexe Linsen 131B und 131R rote Lichtstrahlen und blaue Lichtstrahlen in konzentrierte Lichtstrahlen um und emittieren diese.
Elemente, die dieselben sind wie die Elemente der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 1 sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Elemente, die dieselben sind wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel, sind die erste Anregungslichtquelleneinheit 10a, die zweite Anregungslichtquelleneinheit 10b, das Lichtkombinierungselement 70, die bikonvexe Linse 101, die bikonkave Linse 102, der Ablenkspiegel 71 und die Kondensationslinsengruppe 400 (konvexe Linse 401 und asphärische konvexe Linse 402).
Das optische Kondensationssystem 80 und das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 sind auch dieselben wie diejenigen der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Elemente nach dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 sind auch dieselben wie diejenigen in der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, Elemente, die dieselben sind wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel, sind die Relaislinsengruppe 115 (konkav-konvexe Linse (Meniskuslinse) 116, die konvexe Linse 117 und die bikonvexe Linse 118), der Ablenkspiegel 120, die Kondensationslinse 122, das Lichtventil 121, das optische Projektionssystem 124 und die Steuervorrichtung 3.
Die Lichtquellenvorrichtungen 2, 1001 und 1002 enthalten als ein afokales optisches System die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102.
Die Kondensationslinsengruppe 400 der Lichtquellenvorrichtungen 2, 1001 und 1002 enthalten die konvexe Linse 401 und die asphärische konvexe Linse 402.
Die Relaislinsengruppe 115 der Lichtquellenvorrichtungen 2, 1001 und 1002 enthält die konkav-konvexe Linse (Meniskuslinse) 116, die konvexe Linse 117 und die bikonvexe Linse 118.
Die Positionen, an denen die Quelleneinheit 20B für blaues Licht und die Quelleneinheit 30R für rotes Licht angeordnet sind, unterscheiden sich von denjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel, aber die Funktionen, Charakteristiken und dergleichen der Quelleneinheit 20B für blaues Licht und der Quelleneinheit 30R für rotes Licht sind dieselben wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Somit sind die Bezugszeichen der Elemente, die die Quelleneinheit 20B für blaues Licht und die Quelleneinheit 30R für rotes Licht bilden, dieselben wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Als ein Element entsprechend dem Leuchtstoffelement 40G nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird das sich drehende Leuchtstoffelement 42G, das in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, verwendet. Jedoch kann in der Lichtquellenvorrichtung 1002 nach dem dritten Ausführungsbeispiel das Leuchtstoffelement 40G nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Hinsichtlich der Konfigurationen, Funktionen, Operationen oder dergleichen der Elemente, die dieselben sind wie bei dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel werden, wenn ihre Beschreibung in dem dritten Ausführungsbeispiel weggelassen werden, stattdessen die Beschreibungen bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel verwendet. Auch werden Beschreibungen hinsichtlich des ersten oder des zweiten Ausführungsbeispiels in dem dritten Ausführungsbeispiel als Beschreibungen des ersten oder des zweiten Ausführungsbeispiels verwendet. Hier enthält ”Operationen” das Verhalten von Licht.
<Quelleneinheit 20B für blaues Licht und blauer Lichtstrahl>
Die Lichtquellenvorrichtung 1002 enthält die Quelleneinheit 20B für blaues Licht. Die Quelleneinheit 20B für blaues Licht enthält die Quellengruppe 210B für blaues Licht, die Licht in einem blauen Wellenlängenbereich emittiert. Die Quelleneinheit 20B für blaues Licht enthält auch die Kollimatorlinsengruppe 215B.
Die Quellengruppe 210B für blaues Licht enthält die mehreren Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht.
Die Quellen 211, 212, 213, 221, 222, 223, 231, 232 und 233 für blaues Licht sind in einer Y-Z-Ebene wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet.
Von der Quellengruppe 210B für blaues Licht emittierte Lichtstrahlen pflanzen sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Wie in 23 illustriert ist, ist die Kollimatorlinsengruppe 215B auf der –X-Achsenrichtungsseite der Quellengruppe 210B für blaues Licht angeordnet.
Die Kollimatorlinsengruppe 215B enthält mehrere Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236.
Die von der Quellengruppe 210B für blaues Licht emittierten blauen Lichtstrahlen werden durch die Kollimatorlinsengruppe 215B parallel gerichtet.
Die durch die Kollimatorlinsengruppe 215B parallel gerichteten blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Die Linse 131B befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der Kollimatorlinsengruppe 215B.
Die durch die Kollimatorlinsengruppe 215B parallel gerichteten blauen Lichtstrahlen erreichen die Linse 131B. Die durch die Kollimatorlinsengruppe 215B parallel gerichteten blauen Lichtstrahlen werden durch die Linse 131B konzentriert.
Die durch die Linse 131B konzentrierten blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Ein Farbtrennfilter 132 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der Linse 131B.
Die durch die Linse 131B konzentrierten blauen Lichtstrahlen erreichen das Farbtrennfilter 132. Die durch die Linse 131B konzentrierten blauen Lichtstrahlen werden durch das Farbtrennfilter 132 reflektiert.
Die Fortpflanzungsrichtung der durch das Farbtrennfilter 132 reflektierten blauen Lichtstrahlen wird von der –X-Achsenrichtung in die +Z-Achsenrichtung geändert.
Ein Lichtdiffusionselement 133 ist auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 132 angeordnet.
Die von dem Farbtrennfilter 132 reflektierten blauen Lichtstrahlen werden an einer Position F13 auf dem Lichtdiffusionselement 133 konzentriert.
Die an der Lichtkonzentrationsposition F13 des Lichtdiffusionselements 133 konzentrierten blauen Lichtstrahlen werden durch das Lichtdiffusionselement 133 zerstreut.
Die durch das Lichtdiffusionselement 133 zerstreuten blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Eine Linse 134 ist auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Lichtdiffusionselements 133 angeordnet.
Die durch das Lichtdiffusionselement 133 zerstreuten blauen Lichtstrahlen erreichen die Linse 134. Die die Linse 134 erreichenden, blauen Lichtstrahlen werden parallel gerichtet.
Die durch die Linse 134 parallel gerichteten blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das Farbtrennfilter 136 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Linse 134.
Die durch die Linse 134 parallel gerichteten blauen Lichtstrahlen erreichen das Farbtrennfilter 136. Die durch die Linse 134 parallel gerichteten blauen Lichtstrahlen gehen durch das Farbtrennfilter 136 hindurch.
Die durch das Farbtrennfilter 136 hindurchgehenden blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das optische Kondensationssystem 80 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 136.
Die durch das Farbtrennfilter 136 hindurchgehenden blauen Lichtstrahlen erreichen das optische Kondensationssystem 80. Die durch das Farbtrennfilter 136 hindurchgehenden blauen Lichtstrahlen werden durch das optische Kondensationssystem 80 konzentriert.
Die durch das optische Kondensationssystem 80 konzentrierten blauen Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des optischen Kondensationssystems 80.
Die durch das optische Kondensationssystem 80 konzentrierten blauen Lichtstrahlen werden auf die Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 konzentriert.
Hier ist es bevorzugt, dass eine Brennpunktposition der Linse 134 an der Position F13 ist. Hierdurch wird ein von der Position F13 emittierter Lichtstrahl durch die Linse 134 parallel gerichtet.
<Quelleneinheit 30R für rotes Licht und roter Lichtstrahl>
Die Lichtquellenvorrichtung 1002 enthält die Quelleneinheit 30R für rotes Licht. Die Quelleneinheit 30R für rotes Licht enthält die Quellengruppe 310R für rotes Licht, die Licht in einem roten Wellenlängenbereich emittiert. Die Quelleneinheit 30R für rotes Licht enthält auch die Kollimatorlinsengruppe 315R.
Die Quellengruppe 310R für rotes Licht enthält die mehreren Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht.
Die Quellen 311, 312, 313, 321, 322, 323, 331, 332 und 333 für rotes Licht sind in einer X-Y-Ebene wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet.
Von der Quellengruppe 310R für rotes Licht emittierte Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Wie in 23 illustriert ist, befindet sich die Kollimatorlinsengruppe 315R auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Quellengruppe 310R für rotes Licht.
Die Kollimatorlinsengruppe 315R enthält die mehreren Kollimatorlinsen 214, 215, 216, 224, 225, 226, 234, 235 und 236.
Die von der Quellengruppe 310R für rotes Licht emittierten roten Lichtstrahlen werden durch die Kollimatorlinsengruppe 315R parallel gereichtet.
Die durch die Kollimatorlinsengruppe 315R parallel gerichteten roten Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Die Linse 131R befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Kollimatorlinsengruppe 315R.
Die durch die Kollimatorlinsengruppe 115R parallel gerichteten roten Lichtstrahlen erreichen die Linse 131R. Die durch die Kollimatorlinsengruppe 315R parallel gerichteten roten Lichtstrahlen werden durch die Linse 131R konzentriert.
Die durch die Linse 131R konzentrierten roten Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das Farbtrennfilter 132 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Linse 131R.
Die durch die Linse 131R konzentrierten roten Lichtstrahlen erreichen das Farbtrennfilter 132. Die von der Linse 131R emittierten roten Lichtstrahlen gehen durch das Farbtrennfilter 132 hindurch.
Die durch das Farbtrennfilter 132 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das Lichtdiffusionselement 133 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 132.
Die durch das Farbtrennfilter 132 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen werden an der Position F13 auf dem Lichtdiffusionselement 133 konzentriert.
Die an der Lichtkonzentrationsposition F13 des Lichtdiffusionselements 133 konzentrierten roten Lichtstrahlen werden durch das Lichtdiffusionselement 133 gestreut.
Die durch das Lichtdiffusionselement 133 gestreuten roten Lichtstrahlen pflanzen in der +Z-Achsenrichtung fort.
Die Linse 134 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Lichtdiffusionselements 133.
Die durch das Lichtdiffusionselement 133 gestreuten roten Lichtstrahlen erreichen die Linse 134. Die die Linse 134 erreichenden roten Lichtstrahlen werden parallel gerichtet.
Die durch die Linse 134 parallel gerichteten roten Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das Farbtrennfilter 136 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Linse 134.
Die durch die Linse 134 parallel gerichteten roten Lichtstrahlen erreichen das Farbtrennfilter 136. Die durch die Linse 134 parallel gerichteten roten Lichtstrahlen gehen durch das Farbtrennfilter 136 hindurch.
Die durch das Farbtrennfilter 136 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das optischen Kondensationssystem 80 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 136.
Die durch das Farbtrennfilter 136 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen erreichen das optische Kondensationssystem 80. Die durch das Farbtrennfilter 136 hindurchgehenden roten Lichtstrahlen werden durch das optische Kondensationssystem 80 konzentriert.
Die durch das optische Kondensationssystem 80 konzentrierten roten Lichtstrahlen pflanzen sich in der +Z-Achsenrichtung fort.
Das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 ist auf der +Z-Achsenrichtungsseite des optischen Kondensationssystems 80 angeordnet.
Die durch das optische Kondensationssystem 80 konzentrierten roten Lichtstrahlen werden auf der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 konzentriert.
Hier ist es bevorzugt, dass eine Brennpunktposition der Linse 134 an der Position F13 ist. hierdurch wird ein von der Position F13 emittierter Lichtstrahl durch die Linse 134 parallel gerichtet.
Angesichts der Farbverstärkung kann die Lichtkonzentrationsposition der von der Quellengruppe 210B für blaues Licht emittierten blauen Lichtstrahlen auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Lichtkonzentrationsposition der von der Quellengruppe 310R für rotes Licht emittierten roten Lichtstrahlen sein. In diesem Fall gibt es zwei Position F13: die Lichtkonzentrationsposition der blauen Lichtstrahlen und die Lichtkonzentrationsposition der roten Lichtstrahlen. Das Lichtdiffusionselement 133 kann zwischen der Lichtkonzentrationsposition der blauen Lichtstrahlen und der Lichtkonzentrationsposition der roten Lichtstrahlen angeordnet sein.
<Farbtrennfilter 132 und 136>
Hier sollte das Farbtrennfilter 132 eine Charakteristik des Reflektierens von Lichtstrahlen in einem blauen Wellenlängenbereich und des Durchlassens von Lichtstrahlen in einem roten Wellenlängenbereich haben.
Die Positionen der Quelleneinheit 20B für blaues Licht und der Quelleneinheit 30R für rotes Licht können ausgetauscht werden. In diesem Fall sollte das Farbtrennfilter 132 eine Charakteristik des Durchlassens von Lichtstrahlen in einem blauen Wellenlängenbereich und des Reflektierens von Lichtstrahlen in einem roten Wellenlängenbereich haben.
Die Lichtstrahlen in dem blauen Wellenlängenbereich und die Lichtstrahlen in dem roten Wellenlängenbereich, die von der Linse 134 parallel gerichtet wurden, gehen durch das Farbtrennfilter 136 hindurch. Die Lichtstrahlen in dem blauen Wellenlängenbereich und die Lichtstrahlen in dem roten Wellenlängenbereich werden durch das optische Kondensationssystem 80 auf der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 konzentriert.
Hier sollte das Farbtrennfilter 136 eine Charakteristik des Durchlassens von Lichtstrahlen in einem blauen Wellenlängenbereich und von Lichtstrahlen in einem roten Wellenlängenbereich und des Reflektierens von Lichtstrahlen in einem grünen Wellenlängenbereich haben.
Die Konfiguration des dritten Ausführungsbeispiels ermöglicht es, den optischen Pfad von durch Laserlichtquellen emittiertem Licht und den optischen Pfad von Anregungslicht und Fluoreszenz einer Lichtquelle unter Verwendung eines Leuchtstoffs zu trennen.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Laserlichtquellen die Quellengruppe 210B für blaues Licht und die Quellengruppe 310R für rotes Licht. Die Lichtquelle unter Verwendung eines Leuchtstoffs enthält das sich drehende Leuchtstoffelement 42G. Das Anregungslicht des Leuchtstoffs wird von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A und der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittiert.
Laserlicht ist Licht, das wahrscheinliche sichtbare Flecken bewirkt. Demgegenüber ist die Fluoreszenz eines Leuchtmittels Licht, das sichtbare Flecken mit geringerer Wahrscheinlichkeit bewirkt.
Durch Trennen der beiden optischen Pfade ist es möglich, das Lichtdiffusionselement 133 nur in dem optischen Pfad von durch die Laserlichtquellen emittiertem Licht anzuordnen. Somit ist es möglich, eine Verringerung des Lichtverwendungs-Wirkungsgrads zu verhindern, die durch Anordnen des Lichtdiffusionselements 133 in dem optischen Pfad der Fluoreszenz bewirkt würde.
Wenn die Sichtbarkeit der Flecken groß ist, kann das Lichtdiffusionselement 133 gedreht werden. Dies verändert zeitlich eine gesprenkelte Helligkeitsungleichheit, die auf der bestrahlten Oberfläche 150 wie einem Schirm erzeugt wird. Dies kann die Sichtbarkeit der Flecken verringern.
”Flecken” bezieht sich auf eine gefleckte Helligkeitsungleichheit, die auf einem Schirm auftritt, der eine bestrahlte Oberfläche ist, aufgrund von Interferenzen zwischen Laserlichtstrahlen, die von Lichtquelleneinheiten emittiert wurden. Die Geflecktheit kann eine Verschlechterung der Bildqualität bewirken.
In dem Fall der Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels ist das Lichtdiffusionselement 133 nahe der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 angeordnet. In diesem Fall wird der Lichtverwendungs-Wirkungsgrad des von dem Leuchtstoffelement 40G emittierten grünen Lichtstrahls aufgrund von Streuung des Lichts herabgesetzt.
Wenn das Lichtdiffusionselement 133 an einer Position angeordnet ist, an der es in konjugierter Beziehung mit den Lichtquellen 210B und 310R ist, hat die Fleckenverringerungswirkung die Tendenz, verbessert zu werden. Gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt ist das Lichtdiffusionselement 133 unmittelbar nach den Lichtquellen 210B und 310R angeordnet. Bei einem anderen bevorzugten Aspekt ist das Lichtdiffusionselement 133 nahe der Auftreffendfläche 113i des Lichtintensitäts-Ausgleichselements 113 angeordnet. Bei einem anderen bevorzugten Aspekt ist das Lichtdiffusionselement 133 an einer Pupillenposition zwischen dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 und dem Lichtventil 121 angeordnet. ”Pupillenposition” bezieht sich auf eine Position auf einer optischen Achse, an der sich Hauptstrahlen schneiden.
Somit ist, wie in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, die Position F13 an einer Position, die mit den Lichtquellen 210B und 310R konjugiert ist, wobei sich die Position vor dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 befindet. Hier bezieht sich ”vor” auf die –Z-Achsenrichtungsseite. Dies eliminiert die Notwendigkeit, das Lichtdiffusionselement 133 in dem optischen Pfad des von dem sich drehenden Leuchtstoffelement 42G emittierten Lichtstrahls (Fluoreszenz) anzuordnen.
Das dritte Ausführungsbeispiel beschreibt einen Fall, in welchem sichtbare Flecken wahrscheinlich auftreten. Wenn jedoch sichtbare Flecken mit geringerer Wahrscheinlichkeit auftreten, kann in der Konfiguration nach 1 in dem optischen Pfad des von der Quelleneinheit 20B für blaues Licht emittierten Lichts ein Lichtdiffusionselement 133 zwischen der Kollimatorlinsengruppe 215B und Farbtrennelement 72 angeordnet sein. Auch kann in dem optischen Pfad von von der Quelleneinheit 30R für rotes Licht emittiertem Licht ein Lichtdiffusionselement 133 zwischen der Kollimatorlinsengruppe 315R und dem Farbtrennfilter 73 angeordnet sein.
Einer der Gründe, warum sichtbare Flecken mit geringerer Wahrscheinlichkeit auftreten, kann darin liegen, dass die Lichtquelleneinheiten 20B und 30R eine große Anzahl von Lichtquellen enthalten. Ein anderer der Gründe kann darin liegen, dass die Lichtquellen, die die Lichtquelleneinheit 20B bilden, verschiedene mittlere Wellenlängen haben, und die Lichtquellen, die die Lichtquelleneinheit 30R bilden, verschiedene mittlere Wellenlängen haben. Es können weitere Gründe gegeben sein.
Wenn die Lichtquellen für die verschiedenen Farben in Bezug auf die Sichtbarkeit von Flecken stark unterschiedlich sind, kann die Lichtquelleneinheit mit einer geringen Sichtbarkeit von Flecken auf der +X-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 72 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt ist. Das heißt, die Lichtquelleneinheit mit geringer Sichtbarkeit von Flecken befindet sich vor dem Farbtrennfilter 72.
Beispielsweise ist es in einem Fall, in welchem die Fleckensichtbarkeit der von der Quelleneinheit 30R für rotes Licht emittierten roten Lichtstrahlen höher als die Fleckensichtbarkeit der von der Quelleneinheit 20B für blaues Licht emittierten blauen Lichtstrahlen ist, möglich, nur die Quelleneinheit 20B für blaues Licht auf der +X-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 72 anzuordnen.
In einem Fall, in welchem die Größenbeziehung zwischen den Fleckensichtbarkeiten entgegengesetzt ist, ist es möglich, nur die Quelleneinheit 30R für rotes Licht auf der +X-Achsenrichtungsseite des Farbtrennfilters 72 anzuordnen. ”Fall, in welchem die Größenbeziehung zwischen den Fleckensichtbarkeiten entgegengesetzt ist” bezieht sich auf einen Fall, in welchem die Fleckensichtbarkeit der von der Quelleneinheit 20B für blaues Licht emittierten blauen Lichtstrahlen höher als die Fleckensichtbarkeit der von der Lichtquelleneinheit 30R emittierten roten Lichtstrahlen ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, enthält die Lichtquellenvorrichtung 1002 die erste Laserlichtquelle 210B, die zweite Laserlichtquelle 310R und das Farbtrennfilter 136.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die erste Laserlichtquelle 210B als die Quellengruppe 210B für blaues Licht beschrieben. Die zweite Laserlichtquelle 310R ist als die Quellengruppe 310R für rotes Licht beschrieben.
Die erste Laserlichtquelle 210B emittiert erstes Laserlicht in einem Wellenlängenbereich, der von dem Wellenlängenbereich der Fluoreszenz verschieden ist. Die zweite Laserlichtquelle 310R emittiert zweites Laserlicht in einem Wellenlängenbereich, der von dem Wellenlängenbereich der Fluoreszenz und dem Wellenlängenbereich des ersten Laserlichts verschieden ist. Das Farbtrennfilter 136 reflektiert Licht oder lässt dieses durch in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts.
Das Farbtrennfilter 136 reflektiert die Fluoreszenz, wenn es das erste Laserlicht und das zweite Laserlicht durchlässt, und lässt die Fluoreszenz durch, wenn es das erste Laserlicht und das zweite Laserlicht reflektiert, wodurch das erste Laserlicht, das zweite Laserlicht und die Fluoreszenz in demselben optischen Pfad angeordnet sind.
Das dritte Ausführungsbeispiel wird unter Verwendung des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G beschrieben. Jedoch kann anstelle des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G das in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Leuchtstoffelement 40G verwendet werden. Die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen, sich drehenden Leuchtstoffelemente 41G und 42G können auch anstelle des sich drehenden Leuchtstoffelements 42G verwendet werden.
Bei der Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels emittiert der Leuchtstoff grünes Licht. Jedoch kann der Leuchtstoff Fluoreszenz einer anderen Farbe als grün emittieren. Beispielsweise kann die Farbe der Fluoreszenz rot oder blau sein.
In gleicher Weise sind in der Beschreibung die Laserlichtquellen die Quelle 210B für blaues Laserlicht und die Quelle 310R für rotes Laserlicht. Jedoch können die Laserlichtquellen für andere Farben sein. Beispielsweise kann die Laserlichtquelle eine Quelle für grünes Laserlicht sein.
Viertes Ausführungsbeispiel
24 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch die Hauptkomponenten einer Lichtquellenvorrichtung 1003 nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass es ein Lichtkombinierungselement 2300 hat. Elemente, die dieselben wie die Elemente der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Projektionsanzeigevorrichtung 1 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Elemente, die dieselben sind wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, sind die erste Anregungslichtquelleneinheit 10a (erste Anregungslichtquellengruppe 110A und die erste Kollimatorlinsengruppe 115A), die zweite Anregungslichtquelleneinheit 10B (zweite Anregungslichtquellengruppe 110B und zweite Kollimatorlinsengruppe 115B), die bikonvexe Linse 101, die bikonkave Linse 102, der Ablenkspiegel 71, das Farbtrennfilter 72, das Farbtrennfilter 73, die Kondensatorlinsengruppe 400 (konvexe Linse 401, und asphärische konvexe Linse 402), das Leuchtstoffelement 40G, die Quelleneinheit 20B für blaues Licht (Quellengruppe 210B für blaues Licht und Kollimatorlinsengruppe 215B), die Quelleneinheit 30R für rotes Licht (Quellengruppe 310R für rotes Licht und Kollimatorlinsengruppe 315R), und die Linsengruppen 200 und 300.
Das optische Kondensationssystem 80 und das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 sind ebenfalls dieselben wie diejenigen der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Element nach dem Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 sind auch dieselben wie diejenigen der Projektionsanzeigevorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, Elemente, die dieselben sind wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, sind die Relaislinsengruppe 115 (konkav-konvexe Linse (Meniskuslinse) 116, konvexe Linse 117 und bikonvexe Linse 118), der Ablenkspiegel 120, die Kondensationslinse 122, das Lichtventil 121, das optische Projektionssystem 124 und die Steuervorrichtung 3.
Die Lichtquellenvorrichtungen 2, 1001, 1002 und 1003 enthalten, als ein afokales optisches System, die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102.
Die Kondensationslinsengruppe 400 der Lichtquellenvorrichtung 2, 1001, 1002 und 1003 enthält die konvexe Linse 401 und die asphärische konvexe Linse 402.
Die Relaislinsengruppe 115 der Lichtquellenvorrichtung 2, 1001, 1002 und 1003 enthält die konkav-konvexe Linse (Meniskuslinse) 116, die konvexe Linse 117 und die bikonvexe Linse 118.
Hinsichtlich der Konfigurationen, Funktionen, Operationen oder dergleichen der Elemente, die dieselben sind wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn ihre Beschreibung in den vierten Ausführungsbeispiel weggelassen wird, wird für diese die Beschreibung in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Auch wird die Beschreibung hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels in dem vierten Ausführungsbeispiel als Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwendet. Hier enthalten ”Operationen” das Verhalten von Licht.
<Lichtkombinierungselement 2300>
Das Lichtkombinierungselement 2300, das ein Element ist, das verschieden von dem in dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wird beschrieben.
Das Lichtkombinierungselement 2300 hat eine Oberfläche 2300a auf der +X-Achsenrichtungsseite. Die Oberfläche 2300a ist eine Auftrefffläche, durch die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiertes Licht in das Lichtkombinierungselement 2300 eintritt.
Das Lichtkombinierungselement 2300 hat auch eine Oberfläche 2300b auf der –X-Achsenrichtungsseite. Die Oberfläche 2300b ist eine Reflexionsfläche, die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertes Licht reflektiert. Die Oberfläche 2300b ist eine Emissionsfläche, aus der von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiertes und durch das Lichtkombinierungselement 2300 hindurchgehendes Licht austritt.
Die Oberfläche 2300a kann eine Reflexionsfläche sein, die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertes Licht reflektiert. In diesem Fall geht von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertes Licht durch die Oberfläche 2300b hindurch und wird dann durch die Oberfläche 2300a reflektiert und von der Oberfläche 2300b emittiert. Die folgende Beschreibung nimmt an, dass die Oberfläche 2300b eine Reflexionsfläche ist.
Die Oberfläche 2300a ist eine Durchlassfläche. Beispielsweise ist kein Reflexionsfilm auf der Oberfläche 2300a gebildet.
Die Oberfläche 2300b lässt von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierte parallele Lichtstrahlen hindurch. Die Oberfläche 2300b reflektiert auch von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierte parallele Lichtstrahlen. In 24 werden die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten parallelen Lichtstrahlen durch die Oberfläche 2300b in der –X-Achsenrichtung reflektiert.
Beispielsweise hat die Oberfläche 2300b die in 4 illustrierte Wellenlängen-Durchlasscharakteristik. Es wird angenommen, dass die erste Anregungslichtquellengruppe 110A P-polarisiertes Licht ist, und die zweite Anregungslichtquellengruppe 110b S-polarisiertes Licht ist. Hier ist die Polarisationsrichtung des P-polarisierten Lichts um 90 Grad von der Polarisationsrichtung des S-polarisierten Lichts verschieden.
Das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht geht durch das Lichtkombinierungselement 2300 hindurch. Das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht geht durch die Oberflächen 2300a und 2300b hindurch.
Das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht trifft unter einem Winkel F auf die Oberfläche 2300b. Hier ist der Winkel F ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren des Auftreffwinkels von 90 Grad erhalten wurde. Der Winkle F ist ein Winkel entsprechend dem in 1 des ersten Ausführungsbeispiels illustrierten Winkel A. Das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht wird durch die Oberfläche 2300b des Lichtkombinierungselements 2300 emittiert.
Das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht und das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht pflanzen sich in derselben Richtung fort. In 24 pflanzen sich das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht und das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht in der –X-Achsenrichtung fort.
In 24 werden das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht und das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht auf der Oberfläche 2300b gegenseitig überlagert.
Das von der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A emittierte Licht und das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht brauchen nicht notwendigerweise gegenseitig überlager zu sein. Jedoch ergibt die Übereinstimmung eines mittleren Lichtstrahls der Lichtquellen der ersten Anregungslichtquellengruppe 110A und eines mittleren Lichtstrahls der Lichtquellen der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B einen neuen Vorteil des Ermöglichens, dass das optische System nach dem Lichtkombinierungselement 2300 verkleinert wird.
In 24 ist der Winkel F ein Winkel, der durch das von der zweiten Anregungslichtquellengruppe 110B emittierte Licht und die Oberfläche 2300b (Reflexionsfläche) des Lichtkombinierungselements 2300 gebildet wird. Der Auftreffwinkel ist definiert als ein Winkel zwischen der Fortpflanzungsrichtung des Lichts und der Normalen zu der Grenzfläche. Hier ist der Winkel F ein Winkel, um den die Oberfläche 2300b des Lichtkombinierungselements 2300 entgegen dem Uhrzeigersinn aus einer Y-Z-Ebene bei Betrachtung von der +Y-Achse aus gedreht wird.
Der Ablenkspiegel 71 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der bikonvexen Linse 101.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel der mittlere Lichtstrahl des aus der bikonvexen Linse 101 austretenden, konzentrierten Lichtstrahls parallel zu der X-Achse. Der Ablenkspiegel 71 ist im Uhrzeigersinn um den Winkel B aus einer X-Y-Ebene von der +Y-Achse aus betrachtet gedreht.
Somit trifft der aus der bikonvexen Linse 101 austretende, konzentrierte Lichtstrahl auf den Ablenkspiegel 71 unter einem Winkel G. Hier ist der Winkel G ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren des Auftreffwinkels P1 von 90 Grad erhalten wird. Der Winkel G ist ein Winkel entsprechend dem in 1 illustrierten Winkel B des ersten Ausführungsbeispiels.
In 24 ist, wenn die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten Lichtstrahlen als eine Basis genommen werden, ein Winkel, der durch einen mittleren Lichtstrahl des durch das Lichtkombinierungselement 2300 reflektierten Lichts und die Reflexionsfläche des Ablenkspiegels 71 gebildet ist, der 'Winkel G. Wenn die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten Lichtstrahlen als eine Basis genommen werden, ist ein Winkel, der durch einen mittleren Lichtstrahl des durch das Lichtkombinierungselement 2300 hindurchgehenden Lichts und die Reflexionsfläche des Ablenkspiegels 71 gebildet wird, der Winkel G. Der Winkel G ist ein Winkel, um den der Ablenkspiegel 71 im Uhrzeigersinn aus einer X-Y-Ebene bei Betrachtung von der +Y-Achse aus gedreht wird.
25 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Form des Lichtkombinierungselements 2300 illustriert. Das Lichtkombinierungselement 2300 hat eine Trapezform bei Betrachtung von der Y-Achsenrichtung aus. Das Lichtkombinierungselement 2300 hat eine Keilform bei Betrachtung von der Y-Achsenrichtung aus. Eine Keilform ist eine Form, die von einem Ende zu einem anderen Ende hin allmählich schmaler wird. Das Lichtkombinierungselement 2300 hat eine Rechteckform bei Betrachtung von der X-Achsenrichtung aus.
Eine Oberfläche 2301a ist eine Oberfläche, die durch Verlängern der Oberfläche 2300a in der –Z-Achsenrichtung erhalten wird. Das heißt, die Oberfläche 2301a ist bündig mit der Oberfläche 2300a. Eine Oberfläche 2300ab ist eine Oberfläche, die durch Verlängern der Oberfläche 2300b in der –Z-Achsenrichtung erhalten wird. Das heißt, die Oberfläche 2301b ist bündig mit der Oberfläche 2300b. Eine Oberfläche 2301c ist eine Oberfläche parallel zu der Oberfläche 2301b. Ein Ende auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Oberfläche 2301c ist mit einem Ende auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Oberfläche 2300a verbunden.
Die Oberflächen 2300a und 2300b sind nicht parallel zueinander. Das heißt, die Oberfläche 2300a ist gegenüber der Oberfläche 2300b geneigt. Ein Abstand zwischen den Oberflächen 2300a und 2300b auf der +Z-Achsenrichtungsseite ist kleiner als ein Abstand zwischen den Oberflächen 2300a und 2300b auf der –Z-Achsenrichtungsseite.
Ein durch die Oberflächen 2301a und 2301c gebildeter Winkel ist ein Winkel H. Der Winkel H beträgt nicht 0 Grad. Der Winkel H beträgt beispielsweise 3 Grad.
<Verhalten des Lichtstrahls>
26 ist ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis von Lichtstrahlen illustriert, das Vorteile des vierten Ausführungsbeispiels zeigt.
Ein in 26 illustriertes Lichtkombinierungselement 2510 entspricht dem in 24 illustrierten Lichtkombinierungselement 2300. Eine in 26 illustrierte Oberfläche 2510a entspricht der in 24 illustrierten Oberfläche 2300a. Eine in 26 illustrierte Oberfläche 2510b entspricht der in 24 illustrierten Oberfläche 2300b. Eine in 26 illustrierte bikonvexe Linse 2511 entspricht der in 24 illustrierten bikonvexen Linse 101. Ein in 26 illustrierter Ablenkspiegel 2512 entspricht dem in 24 illustrierten Ablenkspiegel 71. Eine in 26 illustrierte bikonkave Linse 2513 entspricht der in 24 illustrierten bikonkaven Linse 102. Eine in 26 illustrierte Kondensationslinse 2514 entspricht der in 24 illustrierten Kondensationslinsengruppe 400. Eine in 26 illustrierte Lichtkonzentrationsfläche 2515 entspricht der Leuchtstoffoberfläche des in 24 illustrierten Leuchtstoffelements 40G.
Eine erste Lichtstrahlengruppe 2520a ist von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiertes Licht. Eine zweite Lichtstrahlengruppe 2520b ist von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertes Licht. In 26 ist die erste Lichtstrahlengruppe 2520a durch strichlierte Linien dargestellt. In 26 ist die zweite Lichtstrahlengruppe 2520b durch ausgezogene Linien dargestellt.
Ein Abstand zwischen den Oberflächen 2510a und 2510b auf der +Z-Achsenrichtungsseite ist kleiner als ein Abstand zwischen den Oberflächen 2510a und 2510b auf der –Z-Achsenrichtungsseite.
<Verhalten der ersten Lichtstrahlengruppe 2520a>
Die erste Lichtstrahlengruppe 2520a wird von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiert und pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort. Die sich in der –X-Achsenrichtung fortpflanzende erste Lichtstrahlengruppe 2520a erreicht die Oberfläche 2510a des Lichtkombinierungselements 2510.
Die Oberfläche 2510a ist um einen Winkel K mit Bezug auf die Oberfläche 2510b des Lichtkombinierungselements 2510 geneigt. Der Winkel K entspricht dem in 25 illustrierten Winkel H.
Die erste Lichtstrahlengruppe 2520a, die die Oberfläche 2510a erreicht, geht durch das Lichtkombinierungselement 2510 hindurch. Die erste Lichtstrahlengruppe 2520a, die durch das Lichtkombinierungselement 2510 hindurchgeht, wird von der Oberfläche 2510b emittiert.
Die von der Oberfläche 2510b emittierte erste Lichtstrahlengruppe 2520a hat einen Winkel relativ zu der X-Achse. Dies ergibt sich daraus, dass ein Winkel, mit dem die erste Lichtstrahlengruppe 2520a an der Oberfläche 2510a gebrochen wird, von einem Winkel, mit dem die erste Lichtstrahlengruppe 2520a an der Oberfläche 2510b gebrochen wird, verschieden ist. In 26 pflanzt sich die erste Lichtstrahlengruppe 2520a in der –X-Achsenrichtung mit einer Neigung in der –Z-Achsenrichtung in Bezug auf die X-Achse fort.
Die Lichtstrahlengruppe 2520a, die durch das Lichtkombinierungselement 2510 hindurchgeht, pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Die bikonvexe Linse 2511 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtkombinierungselements 2510.
Die erste Lichtstrahlengruppe 2520a, die durch das Lichtkombinierungselement 2510 hindurchgeht, erreicht die bikonvexe Linse 2511. Die erste Lichtstrahlengruppe 2520a, die die bikonvexe Linse 2511 erreicht, geht durch die bikonvexe Linse 2511 hindurch.
Die erste Lichtstrahlengruppe 2520a, die durch die bikonvexe Linse 2511 hindurchgeht, pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Der Ablenkspiegel 2512 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite der bikonvexen Linse 2511.
Die erste Lichtstrahlengruppe 2520a, die durch die bikonvexe Linse 2511 hindurchgeht, erreicht den Ablenkspiegel 2512.
Ein mittlerer Lichtstrahl der ersten Lichtstrahlengruppe 2520a trifft unter einem Winkel, der kleiner als ein Winkel J ist, auf den Ablenkspiegel 2512 auf.
Der Winkel J ist ein Winkel, unter dem ein mittlerer Lichtstrahl der zweiten Lichtstrahlengruppe 2520b, die später beschrieben wird, den Ablenkspiegel 2512 erreicht. Da die zweite Lichtstrahlengruppe 2520b sich parallel zu der X-Achse fortpflanzt, ist der Winkel J ein Winkel mit Bezug auf eine X-Y-Ebene. Der Winkel J ist ein Winkel entsprechend dem Winkel G in 24.
Genauer gesagt, da der mittlere Lichtstrahl der ersten Lichtstrahlengruppe 2520a unter einem Winkel durch die bikonvexe Linse 2511 hindurchgeht, der von einem rechten Winkel verschieden ist, ist der Winkel leicht von dem vorstehend beschriebenen verschieden. Der Auftreffwinkel auf den Ablenkspiegel 2512 ist größer als der Winkel J.
Hier ist der Winkel J ein Winkel der größer als 45 Grad ist. Beispielsweise beträgt der Winkel J 45,8 Grad.
Die durch den Ablenkspiegel 2512 reflektierte erste Lichtstrahlengruppe 2520a pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die bikonkave Linse 2513 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite des Ablenkspiegels 2512.
Die durch den Ablenkspiegel 2512 reflektierte erste Lichtstrahlengruppe 2520a trifft auf die bikonkave Linse 2513 auf.
Die auf die bikonkave Linse 2513 auftreffende erste Lichtstrahlengruppe 2520a wird durch die bikonkave Linse 2513 in parallele Lichtstrahlen umgewandelt. Die erste Lichtstrahlengruppe 2520a wird in parallele Lichtstrahlen umgewandelt und dann von der bikonkaven Linse 2513 emittiert.
Die in die parallelen Lichtstrahlen umgewandelte erste Lichtstrahlengruppe 2520a pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die Kondensationslinse 2514 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der bikonkaven Linse 2513.
Die in die parallelen Lichtstrahlen umgewandelte erste Lichtstrahlengruppe 2520a trifft auf die Kondensationslinse 2514 auf. Die auf die Kondensationslinse 2514 auftreffende erste Lichtstrahlengruppe 2520a wird in konzentrierte Lichtstrahlen umgewandelt und dann emittiert.
Die in die konzentrierten Lichtstrahlen umgewandelte erste Lichtstrahlengruppe 2520a wird an einer Lichtkonzentrationsposition 2515a auf der Lichtkonzentrationsfläche 2515 konzentriert.
Die Lichtkonzentrationsfläche 2515 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinse 2514. Die Lichtkonzentrationsposition 2515a der ersten Lichtstrahlengruppe 2520a befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite einer optischen Achse C4. Die optische Achse C4 ist eine optische Achse der bikonkaven Linse 2513 und der Kondensationslinse 2514.
Wenn ein Abstand zwischen den Oberflächen 2510a und 2510b auf der +Z-Achsenrichtungsseite größer als ein Abstand zwischen den Oberflächen 2510a und 2510b auf der –Z-Achsenrichtungsseite ist, befindet sich die Lichtkonzentrationsposition 2515a auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C4. Dies ist ein Fall, in welchem der Winkel K einen negativen Wert hat.
In diesem Fall ist der Winkel J ein Winkel, der kleiner als 45 Grad ist. Beispielsweise beträgt er 44,2 Grad.
<Verhalten der zweiten Lichtstrahlengruppe 2520b>
Die zweite Lichtstrahlengruppe 2520b wird von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiert und pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort. Die sich in der –Z-Achsenrichtung fortpflanzende zweite Lichtstrahlengruppe 2520b erreicht die Oberfläche 2510b des Lichtkombinierungselements 2510.
Die sich in der –Z-Achsenrichtung fortpflanzende zweite Lichtstrahlengruppe 2520b trifft unter einem Winkel I auf die Oberfläche 2510b. Hier ist der Winkel I ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren des Auftreffwinkels P1 der zweiten Lichtstrahlengruppe 2520b von 90 Grad erhalten wird. Der Winkel I entspricht dem Winkel F in 24.
In der Simulation beträgt der Winkel I 45 Grad. Die Oberfläche 2510b ist eine Oberfläche, die entgegen dem Uhrzeigersinn um 45 Grad um eine Achse parallel zu der Y-Achse relativ zu einer Y-Z-Ebene betrachtet aus der +Y-Achsenrichtung gedreht ist.
Die die Oberfläche 2510b erreichende zweite Lichtstrahlengruppe 2520b wird durch die Oberfläche 2510b reflektiert.
Die durch das Lichtkombinierungselement 2510 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 2520b pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort.
Die bikonvexe Linse 2511 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtkombinierungselements 2510.
Die durch das Lichtkombinierungselement 2510 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 2520b erreicht die bikonvexe Linse 2511. Die die bikonvexe Linse 2511 erreichende zweite Lichtstrahlengruppe 2520b geht durch die bikonvexe Linse 2511 hindurch.
Die durch die bikonvexe Linse 2511 hindurchgehende zweite Lichtstrahlengruppe 2520b pflanzt sich in der –X-Achsenrichtung fort. Die durch die bikonvexe Linse 2511 hindurchgehende zweite Lichtstrahlengruppe 2520b erreicht den Ablenkspiegel 2512.
Ein mittlerer Lichtstrahl der zweiten Lichtstrahlengruppe 2520b trifft unter dem Winkel J auf den Ablenkspiegel 2512 auf. Der Winkel J ist ein Winkel mit einem Wert, der durch Subtrahieren des Auftreffwinkels P1 des mittleren Lichtstrahls der zweiten Lichtstrahlengruppe 2520b von 90 Grad erhalten wird.
Die durch den Ablenkspiegel 2512 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 2520b pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
De bikonkave Linse 2513 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite des Ablenkspiegels 2512.
Die durch den Ablenkspiegel 2512 reflektierte zweite Lichtstrahlengruppe 2520b trifft auf die bikonkave Linse 2513 auf. Die auf die bikonkave Linse 2513 auftreffende zweite Lichtstrahlengruppe 2520b wird durch die bikonkave Linse 2513 in parallele Lichtstrahlen umgewandelt. Die zweite Lichtstrahlengruppe 2520b wird in parallele Lichtstrahlen umgewandelt und von der bikonkaven Linse 2513 emittiert.
Die in die parallelen Lichtstrahlen umgewandelte zweite Lichtstrahlengruppe 2520b pflanzt sich in der –Z-Achsenrichtung fort.
Die Kondensationslinse 2514 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der bikonkaven Linse 2513.
Die in die parallelen Lichtstrahlen umgewandelte zweite Lichtstrahlengruppe 2520b trifft auf die Kondensationslinse 2514 auf. Die auf die Kondensationslinse 2514 auftreffende zweite Lichtstrahlengruppe 2520b wird in konzentrierte Lichtstrahlen umgewandelt und dann emittiert.
Die in die konzentrierten Lichtstrahlen umgewandelte zweite Lichtstrahlengruppe 2520b wird an einer Lichtkonzentrationsposition 2515b auf der Lichtkonzentrationsfläche 2515 konzentriert.
Die Lichtkonzentrationsfläche 2515 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite der Kondensationslinse 2514. Die Lichtkonzentrationsposition 2515b. der zweiten Lichtstrahlengruppe 2520b befindet sich auf der +X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C4.
Wenn ein Abstand zwischen den Oberflächen 2510a und 2510b auf der +Z-Achsenrichtungsseite größer als ein Abstand zwischen de Oberflächen 2510a und 2510b auf der –Z-Achsenrichtungsseite ist, befindet sich die Lichtkonzentrationsposition 2515b auf der –X-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C4. Dies ist ein Fall, in welchem der Winkel K einen negativen Wert hat.
In diesem Fall ist der Winkel J ein Winkel, der kleiner als 45 Grad ist. Beispielsweise beträgt er 44,2 Grad.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist der Abstand zwischen den Oberflächen 2510a und 2510b auf der +Z-Achsenrichtungsseite kleiner als der Abstand zwischend den Oberflächen 2510a und 2510b auf der –Z-Achsenrichtungsseite.
In diesem Fall ist der Winkel J, um die erste Lichtstrahlengruppe 2520a und die zweite Lichtstrahlengruppe 2520b in einer solchen Weise zu konzentrieren, dass sie gegenseitig in der X-Achsenrichtung getrennt sind, wobei ihre Mitte auf der optischen Achse C4 ist, ein Winkel, der größer als 45 Grad ist. Der Winkel J beträgt beispielsweise 45,8 Grad.
Der in 26 illustrierte Winkel K entspricht dem in 25 illustrierten Winkel H. Der Winkel K beträgt beispielsweise 3 Grad.
Hierdurch pflanzt sich die erste Lichtstrahlengruppe 2520a, nachdem sie durch das Lichtkombinierungselement 2510 hindurchgegangen ist, in der –X-Achsenrichtung mit einer Neigung in der –Z-Achsenrichtung fort. Das Heißt, auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtkombinierungselements 2510 ist erste Lichtstrahlengruppe 2520a gegenüber der zweiten Lichtstrahlengruppe 2520b in der –Z-Achsenrichtung versetzt.
Der Winkel I beträgt beispielsweise 45 Grad. Der in 26 illustrierte Winkel I entspricht dem in 24 illustrierten Winkel F.
Somit pflanzt sich die zweite Lichtstrahlengruppe 2520b, nachdem sie durch das Lichtkombinierungselement 2510 reflektiert wurde, in der –X-Achsenrichtung ohne Neigung zu der X-Achse fort.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es durch Einstellen der Winkel K und J möglich, die Lichtkonzentrationsposition 2515a und die Lichtkonzentrationsposition 2515b in der X-Achsenrichtung auf der Lichtkonzentrationsfläche 2515 zu trennen, wie in 26 illustriert ist. Die Lichtkonzentrationsposition 2515a ist eine Lichtkonzentrationsposition der ersten Lichtstrahlengruppe 2520a. Die Lichtkonzentrationsposition 2515b ist eine Lichtkonzentrationsposition der zweiten Lichtstrahlengruppe 2520b. Die Lichtkonzentrationsposition 2515a und die Lichtkonzentrationsposition 2515b sind verschiedene Positionen auf der Lichtkonzentrationsfläche 2515.
Hierdurch ist es möglich, die Energiedichte des auf der Lichtkonzentrationsfläche 2515 konzentrierten Lichtstrahls ohne Verwendung eines komplizierten optischen Elements wie im Patentdokument 1 zu halbieren.
In dem in 26 illustrierten Beispiel ist der Winkel I des Lichtkombinierungselements 2510 ein Winkel, der kleiner als der Winkel J des Ablenkspiegels 2512 ist. Jedoch ist es ausreichend, dass sie an verschiedenen Positionen auf der Lichtkonzentrationsfläche 2515 konzentriert werden können, wobei ihre Mitte auf der optischen Achse C4 liegt, und die Beziehung zwischen den Winkeln I und J ist nicht auf das vorbeschriebene Beispiel beschränkt.
Weiterhin ist es durch Einstellen der Winkel K und I möglich, die Lichtkonzentrationsposition 2515a und die Lichtkonzentrationsposition 2515b in der X-Achsenrichtung auf der Lichtkonzentrationsfläche 2515 zu trennen, wie in 26 illustriert ist. Die Lichtkonzentrationsposition 2515a und die Lichtkonzentrationsposition 2515b sind verschiedene Positionen auf der Lichtkonzentrationsfläche 2515.
Beispielsweise werden durch Setzen des Winkels K auf 0,8 Grad, des Winkels I auf 45,8 Grad und des Winkels J auf 45 Grad dieselben Vorteile in der Konfiguration nach 26 erhalten. Es ist ausreichend, dass sie an verschiedenen Positionen der Lichtkonzentrationsfläche 2515 konzentriert werden können, wobei ihre Mitte auf der optischen Achse C4 liegt, und die Beziehung zwischen den Winkeln K und I ist nicht auf das vorbeschriebene Beispiel beschränkt.
Das erste Ausführungsbeispiel trennt die Lichtkonzentrationspositionen auf dem Leuchtstoffelement 40G durch Einstellen sowohl des Lichtkombinierungselements 70 als auch des Ablenkspiegels 71. Jedoch verwendet das vierte Ausführungsbeispiel das Lichtkombinierungselement 2300 mit dem Winkel H (das Lichtkombinierungselement 2510 hat den Winkel K), so dass es dieselben Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel liefert, indem nur das Lichtkombinierungselement 2300 (Lichtkombinierungselement 2510) eingestellt wird.
Dies zeigt an, dass, selbst wenn der Ablenkspiegel 71 weggelassen wird, Vorteile erhalten werden. Dies ermöglicht, die Anzahl von Teilen zu verringern.
Um die Lichtkonzentrationspositionen auf dem Leuchtstoffelement 40G in der X-Achsenrichtung mit ihrer Mitte auf der optischen Achse C4 zu trennen, ist es ausreichend, die Winkel K und I des Lichtkombinierungselements 2510 einzustellen. Es besteht keine Notwendigkeit, den Ablenkspiegel 71 (Ablenkspiegel 712) zu verwenden, um die Lichtkonzentrationspositionen auf dem Leuchtstoffelement 40G in der X-Achsenrichtung mit ihrer Mitte auf der optischen Achse C3 zu trennen, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Dies ermöglicht, die Anzahl von Teilen zu verringern, wodurch die Kosten im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel herabgesetzt werden.
Weiterhin kann die Oberfläche 2510a des Lichtkombinierungselements 2510 eine Reflexionsfläche sein, die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertes Licht reflektiert.
In diesem Fall ist die Oberfläche 2510b eine Durchlassfläche, die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiertes Licht und von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertes Licht durchlässt. Weiterhin ist die Oberfläche 2510a eine Oberfläche, die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiertes Licht durchlässt.
Hierdurch wird es im Vergleich zu dem Fall, in welchem die Oberfläche 2510b eine Reflexionsfläche ist, möglich, die Differenz zwischen einem Emissionswinkel, unter dem das von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierte Licht von dem Lichtkombinierungselement 2510 emittiert wird, und einem Emissionswinkel, unter dem das von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierte Licht von dem Lichtkombinierungselement 2510 emittiert wird, zu vergrößern. Somit ist es bevorzugt, wenn die Lichtkonzentrationspositionen auf dem Leuchtstoffelement 40G mit ihrer Mitte auf der optischen Achse C4 deutlich getrennt sind, dass die Oberfläche 2510a eine Reflexionsfläche ist. Diese Reflexionsfläche ist eine Reflexionsfläche für von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiertes Licht. Von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittiertes Licht geht durch die Reflexionsfläche hindurch.
In jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele ist das Leuchtstoffelement 40G beschrieben, in dem das Element vom Reflexionstyp als ein Beispiel genommen wird. Jedoch kann das Leuchtstoffelement 40G ein Element vom Durchlasstyp sein. In diesem Fall sollte der optische Pfad so konfiguriert sein, dass das Licht das Lichtintensitäts-Ausgleichselement 113 erreicht.
<Modifikationen>
Jedes der vorstehenden Ausführungsbeispiele beschreibt die Lichtquellenvorrichtung der Projektionsanzeigevorrichtung 1. Jedoch kann sie beispielsweise als eine Lichtquellenvorrichtung für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs verwendet werden.
27 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel zeigt, in welchem die Lichtquellenvorrichtung 1003 bei einem Scheinwerfer 1004 eines Fahrzeugs angewendet wird. Wie in 27 illustriert ist, ist ein Leuchtstoffelement 40Y von einem Durchlasstyp. Beispielsweise emittiert das Leuchtstoffelement 40Y gelbe Fluoreszenz. Die gelbe Fluoreszenz des Leuchtstoffelements 40Y mischt sich mit blauem Anregungslicht der Anregungslichtquelleneinheiten 10a und 10b, um weißes Licht zu erzeugen.
Das weiße Licht wird von dem Leuchtstoffelement 40Y in der –X-Achsenrichtung emittiert. Eine Projektionslinse 2600 befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Leuchtstoffelements 40Y. Die Projektionslinse 2600 projiziert das weiße Licht in der –X-Achsenrichtung. ”Projektion” wird austauschbar mit ”Projektion” verwendet. ”Projektion” und ”Projektion” beziehen sich auf das Projizieren von Licht.
Obgleich dies nicht illustriert ist, kann ein Farbtrennfilter zum Durchlassen des Wellenlängenbands der Anregungslichtquelleneinheiten 10a und 10b und zum Reflektieren des gelben Wellenlängenbands, das von dem Leuchtstoffelement 40Y emittiert wird, auf der +X-Achsenrichtungsseite des Leuchtstoffelements 40Y angeordnet sein.
Hierdurch ist es möglich, einen Anteil der in der –X-Achsenrichtung emittierten Weißlichtkomponente zu erhöhen. Das Farbtrennfilter kann durch einen dichroitischen Spiegel gebildet sein, der durch einen dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet ist.
Wenn sie in einem Scheinwerfer verwendet wird, kann der Fall auftreten, dass Helligkeit nicht erforderlich ist, wie in der Projektionsanzeigevorrichtung 1. Somit können die Anregungslichtquelleneinheiten 10a und 10b durch eine einzelne Lichtquelle anstelle von mehreren Lichtquellen gebildet sein. In diesem Fall ist es erforderlich, eine Anregungslichtquelle auszuwählen, die eine gewünschte Helligkeit liefern kann.
Die bikonvexe Linse 101 und die bikonkave Linse 102 können weggelassen werden. In diesem Fall sollten sämtliche der parallelen Lichtstrahlen, die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a und der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittiert werden, die asphärische konvexe Linse 402 erreichen. Dadurch ist eine Verkleinerung möglich.
Wenn die vorgenannte Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels verwendet wird, ist es möglich, das Lichtkombinierungselement 70 mit einem Winkeleinstellmechanismus zu versehen und die Lichtkonzentrationsposition des von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b auf dem Leuchtstoffelement 40G einzustellen. Hierdurch wird es möglich, die Projektionsrichtung des Scheinwerfers zu steuern.
28 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für eine Lichtquellenvorrichtung 1005 illustriert, bei dem das erste Ausführungsbeispiel bei einem Scheinwerfer angewendet wird.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Winkel A des Lichtkombinierungselements 70 eingestellt. Die Position, an der die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten Lichtstrahlen auf dem Leuchtstoffelement 40Y konzentriert werden, ist in der –X-Achsenrichtung mit Bezug auf eine optische Achse C5 einer Projektionslinse 2600 verschoben.
In diesem Fall wird es möglich, einen von der Projektionslinse 2600 emittierten Lichtstrahl in der +X-Achsenrichtung zu verschieben. Dies wird später im Einzelnen mit Bezug auf 29 beschrieben.
Andererseits werden in diesem Fall die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten Lichtstrahlen an derselben Position auf dem Leuchtstoffelement 40Y ungeachtet der Einstellung des Winkels des Lichtkombinierungselements 70 konzentriert. Somit wird die Projektionsrichtung des von der Projektionslinse 2600 emittierten Lichtstrahls nicht geändert.
Weiterhin ist ein Winkeleinstellmechanismus bei dem Ablenkspiegel 71 vorgesehen und der Winkel B wird eingestellt.
In diesem Fall ist es möglich, den Abstand zwischen der Position in der X-Achsenrichtung, an der die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten Lichtstrahlen auf dem Leuchtstoffelement 40Y konzentriert werden, und der Position in der X-Achsenrichtung, an der die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten Lichtstrahlen auf dem Leuchtstoffelement 40Y konzentriert werden, beizubehalten. Es wird möglich, die Emissionsrichtung eines von der Projektionslinse 2600 emittierten Lichtstrahls zu steuern, während der Abstand aufrechterhalten wird. Eine Steuerrichtung ist die –X-Achsenrichtung.
Weiterhin können Winkeleinstellmechanismen sowohl für das Lichtkombinierungselement 70 als auch für den Ablenkspiegel 71 vorgesehen sein.
In diesem Fall ist es möglich, die Lichtkonzentrationspositionen der von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten Lichtstrahlen und der von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10b emittierten Lichtstrahlen zu steuern. Hierdurch ist es möglich, die Richtungen der von der Projektionslinse 2600 emittierten Lichtstrahlen kontinuierlich zu steuern.
Weiterhin ist beispielsweise in 27 ein Winkeleinstellmechanismus für das Lichtkombinierungselement 2300 vorgesehen. Es ist möglich, den Abstand zwischen der Position in der Z-Achsenrichtung, an der die von der ersten Anregungslichtquelleneinheit 10a emittierten Lichtstrahlen auf dem Leuchtstoffelement 40Y konzentriert werden, und der Position in der Z-Achsenrichtung, an der die von der zweiten Anregungslichtquelleneinheit 10B emittierten Lichtstrahlen auf dem Leuchtstoffelement 40Y konzentriert werden, beizubehalten. Es wird möglich, die Emissionsrichtung eines von der Projektionslinse 2600 emittierten Lichtstrahls zu steuern, während der Abstand aufrechterhalten wird. Eine Steuerrichtung ist die Z-Achsenrichtung.
Um die vorgenannte Emissionsrichtung des Lichtstrahls zu erläutern, illustriert 29 ein Lichtstrahl-Fortpflanzungsdiagramm zum Erläutern des Verhaltens von Lichtstrahlen. Die in 29 illustrierten Koordinaten entsprechen 27. Aus Zweckmäßigkeitsgründen sind die Lichtstrahlen als Einzelstrahlen dargestellt. Nur ein Teil des Leuchtstoffelements 40Y von 27 auf der –X-Achsenrichtungsseite ist dargestellt.
Von einer Position auf einer optischen Achse C5 des Leuchtstoffelements 40Y emittierte Lichtstrahlen 2700a werden durch die Projektionslinse 2600 parallel gerichtet. In 29 sind die Lichtstrahlen 2700a (Lichtstrahl) durch ausgezogene Linien dargestellt.
Die parallel gerichteten Lichtstrahlen 2700a (Lichtstrahl) pflanzen sich parallel zu der optischen Achse C5 in der –X-Achsenrichtung fort.
Von einer Position auf der –Z-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C5 des Leuchtstoffelements 40Y emittierte Lichtstrahlen 2700b werden durch die Projektionslinse 2600 parallel gerichtet. In 29 sind die Lichtstrahlen 2700b (Lichtstrahl) durch strichlierte Linien dargestellt.
Die parallel gerichteten Lichtstrahlen 2700b (Lichtstrahl) werden von der Projektionslinse 2600 mit einer Neigung zu der optischen Achse C5 in der +Z-Achsenrichtung emittiert. Das heißt, die parallel gerichteten Lichtstrahlen 2700b (Lichtstrahl) werden auf der +Z-Achsenrichtungsseite relativ zu den parallel gerichteten Lichtstrahlen 2700a (Lichtstrahl) projiziert.
Somit wird es durch Verschieben der Position, an der Licht auf dem Leuchtstoffelement 40Y in der –Z-Achsenrichtung konzentriert wird, die Richtung des projizierten Lichtstrahls in der +Z-Achsenrichtung zu steuern. In gleicher Weise wird es durch Verschieben der Position, an der Licht auf dem Leuchtstoffelement 40Y in der +Z-Achsenrichtung konzentriert wird, möglich, die Richtung des projizierten Lichtstrahls in der –Z-Achsenrichtung zu steuern.
Somit kann die Richtung, in der Licht projiziert wird, durch Auswählen einer zu emittierenden Lichtquelle auszuwählen. Somit kann die Auswahl eines hohen Strahls und eines niedrigen Strahls, die in einem Automobil verwendet werden, leicht erzielt werden. Es ist auch anwendbar auf ein adaptives Frontlichtsystem (AFS), das ein Lichtverteilungsmuster ändert, z. B. eine Lichtverteilung von Projektionslicht in der Links-Rechts-Richtung des Automobils verschiebt.
Das Lichtkombinierungselement 2300 hat die Auftrefffläche 2300a, auf die das erste Anregungslicht auftrifft, und die Emissionsfläche 2300b, von der das erste Anregungslicht emittiert wird. Die Auftrefffläche 2300a ist gegenüber der Emissionsfläche 2300b geneigt.
Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele können Begriffe verwendet wie ”parallel” oder ”senkrecht”, die Positionsbeziehungen zwischen Teilen oder die Formen von Teilen anzeigen. Diese Begriffe sollen Bereiche enthalten, die Herstellungstoleranzen, Montagevariationen oder dergleichen berücksichtigen. Somit sollen Merkmale in den Ansprüchen, die Positionsbeziehungen zwischen Teilen oder die Formen von Teilen anzeigen, Bereiche enthalten, die Herstellungstoleranzen, Montagevariationen oder dergleichen berücksichtigen.
Weiterhin ist, obgleich die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben sind, die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
BESCHREIBUNG VON BEZUGSZEICHEN

1 Projektionsanzeigevorrichtung, 2, 1001, 1002, 1003 Lichtquellenvorrichtung, 1004, 1005 Scheinwerfer, 3 Steuervorrichtung, 10a erste Anregungslichtquelleneinheit, 10b zweite Anregungslichtquelleneinheit, 110A erste Anregungslichtquellengruppe, 110B zweite Anregungslichtquellengruppe, 115A erste Kollimatorlinsengruppe, 115B zweite Kollimatorlinsengruppe, 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 51a, 52a, 53a, 54a, 55a erste Anregungslichtquelle, 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 31b, 32b, 33b, 34b, 35b, 41b, 42b, 43b, 44b, 45b, 51b, 52b, 53b, 54b, 55b zweite Anregungslichtquelle, 16a, 17a, 18a, 19a, 20a, 26a, 27a, 28a, 29a, 30a, 36a, 37a, 38a, 39a, 40a, 46a, 47a, 48a, 49a, 50a, 56a, 57a, 58a, 59a, 60a erste Kollimatorlinse, 16b, 17b, 18b, 19b, 20b, 26b, 27b, 28b, 29b, 30b, 36b, 37b, 38b, 39b, 40b, 46b, 47b, 48b, 49b, 50b, 56b, 57b, 58b, 59b, 60b zweite Kollimatorlinse, 20B Quelleneinheit für blaues Licht, 30R Quelleneinheit für rotes Licht, 210B Quellengruppe für blaues Licht, 215B Kollimatorlinsengruppe, 310R Quellengruppe für rotes Licht, 315R Kollimatorlinsengruppe, 101 bikonvexe Linse, 102 bikonkave Linse, 113 Lichtintensitäts-Ausgleichselement, 113i Auftreffendfläche, 113o Emissionsendfläche, 113a, 113b Lichtkonzentrationsposition, 115 Relaislinsengruppe, 116 konkav-konvexe Linse (Meniskuslinse), 117 konvexe Linse, 118 bikonvexe Linse, 120 Ablenkspiegel, 121 Lichtventil, 122 Kondensationslinse, 124 optisches Projektionssystem, 124f Vorderfläche, 133 Lichtdiffusionselement, 200, 300 Linsengruppe, 201, 301 konvexe Linse, 202, 302 konkave Linse, 400, 502 Kondensationslinsengruppe, 501 Kollimationslinsengruppe, 401, 501a, 502a konvexe Linse, 402, 501b, 502b asphärische konvexe Linse, 40G Leuchtstoffelement, 41G, 42G sich drehendes Leuchtstoffelement, 41Ga, 42Ga Leuchtstoffbereich, 41Gb Durchlassbereich, 4000a ausgezogene Linie, 4000s strichlierte Linie, 4000p strichpunktierte Linie, 70, 70a, 70b, 700a, 700b, 710, 2300 Lichtkombinierungselement, 71, 712 Ablenkspiegel, 72, 73, 132, 136 Farbtrennfilter, 74 Reflexionsbereich, 75 Durchlassbereich, 701a, 701b Lichtstrahl, 711 bikonvexe Linse, 713 bikonkave Linse, 714 Kondensationslinse, 715 Lichtkonzentrationsfläche, 113a, 113b, 400a, 400b, 715a, 715b Lichtkonzentrationsposition, 720a erste Lichtstrahlengruppe, 720b zweite Lichtstrahlengruppe, 80 optisches Kondensationssystem, 2300a, 2300b Oberfläche, A, B, D, E, F, G, H, K, J Winkel, C, C3, C4, OA optische Achse, C1, C2 Achse, CA Mittelachse, D1, D2 Kurve, d Abstand, L, H, L0, H0 Abmessung, M Verstärkungsverhältnis, MC Modulationssteuersignal, Ro Projektionslicht, VS Bildsignal.

Claims

Lichtquellenvorrichtung, welche aufweist: ein Lichtkombinierungselement zum Durchlassen von erstem Anregungslicht und zum Reflektieren von zweitem Anregungslicht; und ein Leuchtstoffelement zum Empfangen des ersten Anregungslichts und des zweiten Anregungslichts und zum Emittieren erster Fluoreszenz, wobei ein Emissionswinkel des von dem Lichtkombinierungselement emittierten ersten Anregungslichts und ein Reflexionswinkel des von dem Lichtkombinierungselement reflektierten zweiten Anregungslichts voneinander verschieden sind, so dass eine Position, an der das durch das Lichtkombinierungselement hindurchgehende erste Anregungslicht das Leuchtstoffelement erreicht, und eine Position, an der das durch das Lichtkombinierungselement reflektierte zweite Anregungslicht das Leuchtstoffelement erreicht, verschieden voneinander sind.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Anregungslicht durch eine Reflexionsfläche des Lichtkombinierungselements zum Reflektieren des zweiten Anregungslichts hindurchgeht.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 2, bei der: das erste Anregungslicht und das zweite Anregungslicht Laserlicht sind, und eine Polarisationsrichtung des ersten Anregungslichts um 90 Grad von einer Polarisationsrichtung des zweiten Anregungslichts verschieden ist.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der: das Lichtkombinierungselement einen Durchlassbereich zum Durchlassen des ersten Anregungslichts und eine Reflexionsfläche eines Reflexionsbereichs zum Reflektieren des zweiten Anregungslichts hat, und der Reflexionsbereich ein von dem Durchlassbereich verschiedener Bereich ist.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 4, bei der: der Durchlassbereich eine Durchlassfläche hat, und die Durchlassfläche in derselben Oberfläche wie die Reflexionsfläche ist.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Durchlassbereich durch eine in dem Lichtkombinierungselement angeordnete Öffnung gebildet ist.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der: das Lichtkombinierungselement eine Auftrefffläche, auf die das erste Anregungslicht auftrifft, und eine Emissionsfläche, von der das erste Anregungslicht emittiert wird, hat, und die Auftrefffläche gegenüber der Emissionsfläche geneigt ist.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der eine Reflexionsfläche oder eine Durchlassfläche des Lichtkombinierungselements eine erste Normale zu einer Oberfläche enthaltend einen mittleren Lichtstrahl eines Lichtstrahls des ersten Anregungslichts und einen mittleren Lichtstrahl eines Lichtstrahls des zweiten Anregungslichts enthält, und in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie um die erste Normale zu drehen ist.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin aufweisend einen Ablenkspiegel zum Reflektieren des durch das Lichtkombinierungselement hindurchgehenden ersten Anregungslichts und des durch das Lichtkombinierungselement reflektierten zweiten Anregungslichts, wobei eine Reflexionsfläche des Ablenkspiegels eine zweite Normale zu einer Ebene enthaltend einen mittleren Lichtstrahl eines Lichtstrahls des auf den Ablenkspiegel auftreffenden ersten Anregungslichts und einen mittleren Lichtstrahl eines Lichtstrahls des durch den Ablenkspiegel reflektierten ersten Anregungslichtstrahls enthält, und in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie um die zweite Normale zu drehen ist.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin aufweisend: eine erste Kondensationslinse zum Umwandeln des ersten Anregungslichts oder des zweiten Anregungslichts in erstes konzentriertes Licht; ein erstes sich drehendes Leuchtstoffelement, das an einer Lichtkonzentrationsposition des ersten konzentrierten Lichts angeordnet ist, wobei das erste sich drehende Leuchtstoffelement einen ersten Leuchtstoffbereich, auf den Leuchtstoff aufgebracht ist und der das erste konzentrierte Licht empfängt und zweite Fluoreszenz emittiert, und einen Durchlassbereich, der das erste konzentrierte Licht durchlässt, hat; und eine zweite Kondensationslinse zum Umwandeln des durch das erste sich drehende Leuchtstoffelement hindurchgehenden ersten konzentrierten Lichts in zweites konzentriertes Licht, wobei das erste konzentrierte Licht den ersten Leuchtstoffbereich oder den Durchlassbereich erreicht aufgrund der Drehung des ersten sich drehenden Leuchtstoffelements, und wobei das Leuchtstoffelement an einer Lichtkonzentrationsposition des zweiten konzentrierten Lichts angeordnet ist.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiterhin aufweisend: eine erste Laserlichtquelle zum Emittieren von erstem Laserlicht in einem Wellenlängenbereich, der von einem Wellenlängenbereich der ersten Fluoreszenz verschieden ist; eine zweite Laserlichtquelle zum Emittieren von zweitem Laserlicht in einem Wellenlängenbereich, der von einem Wellenlängenbereich der ersten Fluoreszenz und einem Wellenlängenbereich des ersten Laserlichts verschieden ist; und ein Farbtrennfilter zum Reflektieren oder Durchlassen von Licht in Abhängigkeit von einer Wellenlänge des Lichts, wobei das Farbtrennfilter die erste Fluoreszenz reflektiert, wenn das Farbtrennfilter das erste Laserlicht und das zweite Laserlicht durchlässt, und die erste Fluoreszenz durchlässt, wenn das Farbtrennfilter das erste Laserlicht und das zweite Laserlicht reflektiert, wodurch das erste Laserlicht, das zweite Laserlicht und die erste Fluoreszenz in demselben optischen Pfad angeordnet werden.