光源裝置和具有光源裝置的投影儀的制作方法
【專利摘要】光源裝置具有多個(gè)半導(dǎo)體激光器，其中熒光體的發(fā)光效率的惡化可減小。在聚光區(qū)域中，具有希望的尺寸和縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可被獲得。光源裝置和使用該光源裝置的投影儀能夠以低的制造成本提供。光源裝置1包括具有半導(dǎo)體激光器12A，12B和準(zhǔn)直透鏡13的多個(gè)光源10A，10B，將來自光源10A，10B的光會(huì)聚的聚光透鏡20，布置在光源10A，10B和聚光透鏡20之間并且被構(gòu)造成允許來自光源的光穿過其中的光學(xué)部件70，以及具有熒光體32并且被構(gòu)造成允許由聚光透鏡20會(huì)聚的光穿過其中的熒光體輪30。光學(xué)部件70具有從垂直于準(zhǔn)直透鏡13的光軸的平面傾斜的傾斜光學(xué)表面74，該傾斜光學(xué)表面對(duì)于每個(gè)光源10A，10B具有不同的傾斜角。一些半導(dǎo)體激光器12A，12B是使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸在第一方向?qū)?zhǔn)的第一半導(dǎo)體激光器12A，一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸在不同于所述第一方向的第二方向?qū)?zhǔn)的第二半導(dǎo)體激光器12B。光擴(kuò)散層布置在第一半導(dǎo)體激光器12A或第二半導(dǎo)體激光器12B的發(fā)射光的光路上。光散射層72被布置在第一半導(dǎo)體激光器12A或者第二半導(dǎo)體激光器12B的發(fā)射光的光路上。投影儀包括光源裝置1。
【專利說明】
光源裝置和具有光源裝置的投影儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開涉及光源裝置和具有光源裝置的投影儀。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，分時(shí)(time-sharing)類型的投影儀已經(jīng)變得流行起來，其中，多個(gè)波長(zhǎng)的光以分時(shí)方式提取(extracted)，提取的多個(gè)波長(zhǎng)的光被相繼地調(diào)制以形成和投射圖像。通過這樣的光源裝置，從光源發(fā)射的光例如白光被允許入射到以恒定速度自旋的旋轉(zhuǎn)輪上，多個(gè)波長(zhǎng)的光(例如，藍(lán)光，綠燈，紅光)可以以分時(shí)方式被提取。
[0003]還有，已經(jīng)提出了一種光源裝置，包括被構(gòu)造成發(fā)射單個(gè)波長(zhǎng)的光的光源例如半導(dǎo)體激光器，以及旋轉(zhuǎn)輪，在旋轉(zhuǎn)輪中熒光層被布置成替代濾色器，從光源例如半導(dǎo)體激光器發(fā)射的單個(gè)波長(zhǎng)的光被允許入射到旋轉(zhuǎn)輪上以使得多個(gè)波長(zhǎng)的光以分時(shí)方式被提取。例如，從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的藍(lán)光可通過熒光體(phosphor)轉(zhuǎn)換為綠光或紅光。
[0004]這樣的裝置的一個(gè)例子在JP2011-133782A中被提出，其中為了在投射光時(shí)獲得均勻亮度，每個(gè)都發(fā)射基本上橢圓形橫截面的光的多個(gè)激光源被布置成以使得激光源的橢圓形橫截面的長(zhǎng)軸方向相繼地變化以當(dāng)從多個(gè)激光源發(fā)射的光被聚在熒光體層上時(shí)加寬所述投影區(qū)域。
[0005]還有，在JP 2012-215633A中提出的裝置中，多個(gè)激光源以彼此一定間隔布置并且設(shè)置在發(fā)射表面?zhèn)忍幉⑶遗c相應(yīng)的激光源對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡以偏移的(shifted)距離布置以使得激光源的光聚在熒光體層上的不同點(diǎn)上，以使得光密度可在當(dāng)激勵(lì)所述熒光體時(shí)減小。
[0006]還有，在JP2012-159603A中提出的裝置中，衍射光學(xué)元件設(shè)置在激光源和熒光體輪之間以使得激光束可聚在熒光體層上的多個(gè)點(diǎn)上，由此光密度可在當(dāng)激勵(lì)所述熒光體時(shí)減小。
[0007]如在JP2011-133782A中示出的光源裝置中，在其中每個(gè)都發(fā)射基本上橢圓形橫截面的光的多個(gè)激光源被布置成以使得激光源的橢圓形橫截面的長(zhǎng)軸方向相繼地變化的情況下，激光源的長(zhǎng)軸方向需要分別被調(diào)節(jié)。另外，激光束被聚在相同位置，導(dǎo)致在中心部分光密度高以及熒光體發(fā)光效率降低。
[0008]在JP 2012-215633A中示出的光源裝置的情況下，激光源的光被聚在不同點(diǎn)上，允許聚光點(diǎn)的變化，但是從準(zhǔn)直透鏡發(fā)射的平行光由于它的小的聚光直徑而具有高的光密度，其可導(dǎo)致發(fā)光效率降低。此外，在JP 2011-133782A和JP 2012-215633A中示出的光源裝置中，在聚光透鏡的聚光區(qū)域處的光束形狀取決于半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案或近場(chǎng)圖案，以使得希望尺寸的光束形狀和/或希望縱橫比的光束形狀難以獲得。
[0009]在JP2012-159603A中示出的光源裝置的情況下，衍射光學(xué)元件的使用要求高的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置包括:多個(gè)光源，每個(gè)光源具有半導(dǎo)體激光器和準(zhǔn)直透鏡;會(huì)聚來自于光源的光的聚光透鏡;布置在光源和所述聚光透鏡之間的光學(xué)部件；以及具有熒光體并且允許由聚光透鏡會(huì)聚的光穿過其中的熒光體輪。光學(xué)部件具有傾斜光學(xué)表面，該傾斜光學(xué)表面從垂直于準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面傾斜，所述傾斜光學(xué)表面對(duì)于所述光源中的每個(gè)具有不同的傾斜角。一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸在第一方向?qū)?zhǔn)的第一半導(dǎo)體激光器，一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸在不同于所述第一方向的第二方向上對(duì)準(zhǔn)的第二半導(dǎo)體激光器。光擴(kuò)散層布置在第一半導(dǎo)體激光器或第二半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的光路上。光擴(kuò)散層布置在第一半導(dǎo)體激光器或者第二半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的光路上。
[0011]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的投影儀包括根據(jù)以上所述的實(shí)施例的光源裝置，通過基于圖像數(shù)據(jù)相繼地調(diào)制由光源裝置發(fā)射的多個(gè)波長(zhǎng)的光來形成圖像的光調(diào)制裝置，以及放大和投射所述圖像的投影裝置。
[0012]如上所述的，根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置使用多個(gè)半導(dǎo)體激光器，并可減小熒光體的發(fā)光效率的降低。進(jìn)一步地，在光源裝置中，具有希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在它的聚光區(qū)域獲得，光源裝置能夠以低的制造成本提供。因此，使用光源裝置的投影儀能夠以低的制造成本提供。
【附圖說明】
[0013]圖1A是包括示意性平面圖的示意圖，其示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置；
[0014]圖1B是包括示意性側(cè)視圖的示意圖，其示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置；
[0015]圖2A到2C是示出根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的光源裝置的聚光區(qū)域的形狀和光強(qiáng)度分布(橫截面光強(qiáng)度)的形狀的示意圖；
[0016]圖3A到3C是示出在改變形成有多個(gè)準(zhǔn)直透鏡并且具有光擴(kuò)散層的透鏡陣列的位置的情況下聚光區(qū)域的形狀和橫截面光強(qiáng)度的形狀的示意圖；
[0017]圖4A和4B是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的熒光體輪的示意性的平面示意圖；
[0018]圖5是示出激勵(lì)光的強(qiáng)度和熒光體的輸出強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖；
[0019]圖6A到6D是示出根據(jù)本公開的其他實(shí)施例的光學(xué)部件的示意圖；
[0020]圖7是示出具有根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源的投影儀100的構(gòu)造的示意圖；
[0021]圖8是包括示意性的平面視圖的示意圖，其示出根據(jù)本公開的一個(gè)其他實(shí)施例的光源裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0022]根據(jù)本公開的實(shí)施例1的光源裝置包括每個(gè)具有半導(dǎo)體激光器和準(zhǔn)直透鏡的多個(gè)光源，會(huì)聚來自于光源的光的聚光透鏡，布置在光源和所述聚光透鏡之間的光學(xué)部件，以及具有熒光體并且允許由聚光透鏡會(huì)聚的光穿過其中的熒光體輪。光學(xué)部件具有傾斜光學(xué)表面，該傾斜光學(xué)表面從垂直于準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面傾斜，并且對(duì)于所述光源中的每個(gè)具有不同的傾斜角度。一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)的形狀的短軸在第一方向?qū)?zhǔn)的第一半導(dǎo)體激光器，一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)的形狀的短軸在不同于所述第一方向的第二方向上對(duì)準(zhǔn)的第二半導(dǎo)體激光器。光擴(kuò)散層布置在第一半導(dǎo)體激光器或第二半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的光路上。光擴(kuò)散層布置在第一半導(dǎo)體激光器或者第二半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的光路上。
[0023]根據(jù)本實(shí)施例，布置在光源和聚光透鏡之間的光學(xué)部件具有傾斜光學(xué)表面，該傾斜光學(xué)表面從垂直于準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面傾斜，并且對(duì)于所述光源中的每個(gè)具有不同的傾斜角。由此，從光源發(fā)射的光通過聚光透鏡被會(huì)聚在熒光體輪上(也就是說，在熒光體上)的不同位置。通過該構(gòu)造，在熒光體上的聚光區(qū)域處的光密度可降低，以使得從熒光體發(fā)射的光可被有效地利用。
[0024]進(jìn)一步地，一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)的形狀的短軸在第一方向?qū)?zhǔn)的第一半導(dǎo)體激光器，一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)的形狀的短軸的不同于第一方向的第二方向?qū)?zhǔn)的第二半導(dǎo)體激光器，以及光擴(kuò)散層布置在第一半導(dǎo)體激光器或者第二半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的光路上，以使得不同尺寸的聚光點(diǎn)形狀(即，聚光點(diǎn)的光束形狀，在下文中可縮寫成“光束形狀”)得以產(chǎn)生。由此，希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在聚光透鏡的聚光區(qū)域處獲得。
[0025]進(jìn)一步地，昂貴的部件例如衍射光學(xué)元件的使用不是要求的。由此，根據(jù)本實(shí)施例，使用多個(gè)半導(dǎo)體激光器以及其中熒光體的發(fā)光效率的降低可減小并且進(jìn)一步地具有希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在它的聚光區(qū)域處獲得的光源裝置可以低的制造成本提供。
[0026]措辭“光學(xué)部件具有關(guān)于每個(gè)光源不同的不同傾斜光學(xué)表面”包括不同的傾斜角的情況以及其中相同的傾斜角的傾斜光學(xué)表面被布置在不同方向上的情況。還包括，其中一些光源可具有相同的傾斜角并且被布置在相同的方向上的情況。進(jìn)一步地，在其中相同傾斜角的傾斜角被布置在相同方向上且彼此相鄰的情況下，彼此相鄰的傾斜光學(xué)表面可一體地形成。光學(xué)部件形成為對(duì)應(yīng)于每個(gè)光源，其中一個(gè)光學(xué)構(gòu)件可設(shè)置成對(duì)應(yīng)于多個(gè)光源。光學(xué)部件針對(duì)每個(gè)光源形成，以使得非常適當(dāng)?shù)木酃恻c(diǎn)形狀(光束形狀)可獲得，由此，細(xì)致的調(diào)節(jié)可得以執(zhí)行。
[0027]根據(jù)本公開的實(shí)施例2的光源裝置具有如在實(shí)施例1中描述的構(gòu)造，其中光擴(kuò)散層形成在光學(xué)部件的光學(xué)表面上。
[0028]根據(jù)本實(shí)施例，光擴(kuò)散層形成在光學(xué)部件的光學(xué)表面上，以使得具有希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在緊湊的光源裝置中獲得。
[0029]還有，在光擴(kuò)散層可設(shè)置在光學(xué)部件的傾斜光學(xué)表面上的某些情況下，以及在光擴(kuò)散層可設(shè)置在垂直于光學(xué)部件的準(zhǔn)直透鏡的光軸的光學(xué)表面上的情況下。
[0030]根據(jù)本公開的實(shí)施例3的光源裝置具有如實(shí)施例1或2中所述的多個(gè)光源的構(gòu)造，其中，在所述多個(gè)光源中，具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第一光源和具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第二光源至少被包括。
[0031]根據(jù)本實(shí)施例，具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第一光源和具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第二光源至少被包括，以使得由第一光源形成的兩個(gè)聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)和由第二光源形成的兩個(gè)聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在相對(duì)于聚光透鏡的光軸對(duì)稱的位置處得以獲得。由此，加寬到使聚光透鏡的光軸在中心的預(yù)定程度的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可被獲得。
[0032]根據(jù)本公開的實(shí)施例4的光源裝置具有如在實(shí)施例1到3之一中所述的構(gòu)造，其中光學(xué)部件的傾斜光學(xué)表面的斜傾形成在使半導(dǎo)體激光器的聚光點(diǎn)形狀的長(zhǎng)軸在中心的旋轉(zhuǎn)方向上。
[0033]根據(jù)本實(shí)施例，光學(xué)部件的傾斜光學(xué)表面的斜傾形成在使半導(dǎo)體激光器的聚光點(diǎn)形狀的長(zhǎng)軸在中心的旋轉(zhuǎn)方向(還可稱為聚光點(diǎn)形狀的短軸的方向)上。由此，其中從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光重疊的區(qū)域可減小且聚光區(qū)域中的光密度的降低可被適當(dāng)?shù)孬@得。
[0034]在根據(jù)本公開的實(shí)施例5的光源裝置中，第一方向和第二方向以成90度角度地布置。
[0035]根據(jù)本實(shí)施例，第一方向和第二方向以90度的角度布置，以使得通過使用光擴(kuò)散層，具有希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可被可靠地獲得。
[0036]根據(jù)本公開的實(shí)施例6的光源裝置具有如實(shí)施例1中所述的構(gòu)造，其中光擴(kuò)散層形成在所述光學(xué)部件的光學(xué)表面上。
[0037]根據(jù)本實(shí)施例，光源被固定在支撐構(gòu)件的相同平面上，以使得由光源產(chǎn)生的熱可通過更寬的平面釋放，其有助于實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的操作壽命。
[0038]根據(jù)本公開的實(shí)施例7的光源裝置具有如在實(shí)施例1到6之一中所述的構(gòu)造，其中傾斜光學(xué)表面以相對(duì)于垂直于每個(gè)準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面成0.25到2度范圍內(nèi)的傾斜角得以形成。
[0039]根據(jù)本實(shí)施例，傾斜光學(xué)表面以相對(duì)于垂直于每個(gè)準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面成0.25至IJ2度范圍內(nèi)的傾斜角得以形成，以使得光可在不同位置處以適當(dāng)?shù)姆秶鷷?huì)聚。
[0040]根據(jù)本公開的實(shí)施例8的光源裝置具有如在實(shí)施例1到7之一所述的構(gòu)造，其中每個(gè)準(zhǔn)直透鏡被布置在不同于允許發(fā)射平行光的沿著光軸的位置的位置。
[0041]根據(jù)本實(shí)施例，每個(gè)準(zhǔn)直透鏡被布置在不同于允許發(fā)射平行光的沿著光軸的位置的位置，以使得在熒光體上的聚光區(qū)域中的光密度可減小，以及聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)的尺寸也可被調(diào)節(jié)。
[0042]根據(jù)本公開的實(shí)施例9的光源裝置具有如在實(shí)施例1到8之一中所述的構(gòu)造，其中支撐構(gòu)件是散熱構(gòu)件。
[0043]根據(jù)本實(shí)施例，支撐構(gòu)件用作散熱構(gòu)件，以使得光源可被有效地冷卻以及部件的數(shù)目也可減少以促進(jìn)光源裝置的小型化。
[0044]根據(jù)本公開的實(shí)施例10的光源裝置具有如在實(shí)施例1到9之一中所述的構(gòu)造，其中光源發(fā)射在370納米到500納米的波長(zhǎng)帶的光。
[0045]根據(jù)本公開的實(shí)施例11的光源裝置具有如在實(shí)施例1到10之一中所述的構(gòu)造，其中焚光體之一發(fā)射包含紅光的光。
[0046]即使被構(gòu)造成發(fā)射包括紅光的光的熒光體趨向于由于溫度升高而呈現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率的大的下降，根據(jù)本實(shí)施例，在熒光體上的聚光區(qū)域中的光密度可減小，以使得波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率的降低可減小。
[0047]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的投影儀包括根據(jù)以上所述的實(shí)施例的光源裝置，通過基于圖像數(shù)據(jù)相繼地調(diào)制由光源裝置發(fā)射的多個(gè)波長(zhǎng)的光來形成圖像的光調(diào)制裝置，以及放大和投影所述圖像的投影裝置。
[0048]如上所述的，根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置使用多個(gè)半導(dǎo)體激光器，并且可減小熒光體的發(fā)光效率的降低。進(jìn)一步地，在光源裝置中，具有希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在它的聚光區(qū)域處得以獲得，光源裝置可以以低的制造成本提供。因此，使用光源裝置的投影儀可以以低的制造成本提供。
[0049]接下來，根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的光源裝置和裝備有光源的投影儀將參照附圖更詳細(xì)地進(jìn)行描述。
[0050]光源裝置的綜述
[0051]首先，參照?qǐng)D1A和圖1B，根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置將被描述。圖1A是示意性的平面視圖，其示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置，以及示出光源裝置I的平面視圖。還有，在圖1A的左側(cè)處，示出了半導(dǎo)體激光器等的前視圖，其中光源裝置10A，10B的半導(dǎo)體激光器12A，12B從聚光透鏡20側(cè)觀察。進(jìn)一步地，用于限定軸的示意圖示出在圖1A的下部中央以示出從單個(gè)半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案和近場(chǎng)圖案。圖1B是示意性的側(cè)向側(cè)視圖，其示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置，示出光源裝置的側(cè)向側(cè)視圖。還有，在圖1B的左側(cè)處，示出了半導(dǎo)體激光器等的前視圖，其中光源裝置10A，10B的半導(dǎo)體激光器12A，12B從聚光透鏡20側(cè)被觀察。進(jìn)一步地，用于限定軸的示意圖被示出在圖1A的下部中央以示出從單個(gè)半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案和近場(chǎng)圖案。在圖1A和圖1B的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中，從箭頭A看到的光源裝置I對(duì)應(yīng)于本實(shí)施例的光源裝置的平面視圖(圖1A)，以及從箭頭B看到的光源裝置對(duì)應(yīng)于本實(shí)施例的光源裝置的側(cè)向的側(cè)視圖(圖1B)。
[0052]首先，參照示出光源裝置的平面視圖的圖1A，根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置的綜述將被描述。如圖1A所示的，根據(jù)本實(shí)施例的光源裝置I包括附連到散熱構(gòu)件60的光源1A，1B，光擴(kuò)散層72，光學(xué)部件70，聚光透鏡20，熒光體輪30，光接收透鏡40，和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元50 ο
[0053]在本實(shí)施例中，藍(lán)光從光源10A，1B發(fā)射，并且發(fā)射的藍(lán)光穿過光擴(kuò)散層72和光學(xué)部件70并進(jìn)入到聚光透鏡20中。光通過聚光透鏡20會(huì)聚并入射在由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元50旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)熒光體輪30上。熒光體輪30由透光材料制成并且具有光入射側(cè)和相反的光發(fā)射側(cè)，電介質(zhì)膜31形成在光入射側(cè)上，熒光體區(qū)域32沿圓周方向形成在光發(fā)射側(cè)上。更詳細(xì)地，綠色熒光體區(qū)域，紅色熒光體區(qū)域，和藍(lán)色光透射區(qū)域被布置在圓周方向上。綠色熒光體在當(dāng)用藍(lán)光照射時(shí)發(fā)射綠光，紅色熒光體在當(dāng)用藍(lán)光照射時(shí)發(fā)射紅光。因此，當(dāng)藍(lán)光從聚光透鏡20入射在熒光體輪30上，藍(lán)光，紅光和綠光從熒光體輪30分時(shí)地輸出，并入射在光接收透鏡40上。光的前進(jìn)方向通過光接收透鏡40被變化到預(yù)定方向。更具體地說，光的分布可通過光接收透鏡40控制以獲得散擴(kuò)(spread)光或平行光，或者聚光到特定位置的光。
[0054]半導(dǎo)體激光器12A，12B希望地發(fā)射具有370納米到500納米的波長(zhǎng)范圍的光以及更希望地發(fā)射具有420納米到500納米的波長(zhǎng)范圍的光。
[0055]現(xiàn)在，光源1A和1B在下面將被更詳細(xì)地描述。如在圖1A和圖1B中示出的，包括兩個(gè)第一光源1A和兩個(gè)第二光源1B的總共四個(gè)光源被附連在還用作支撐構(gòu)件的散熱構(gòu)件60的光源安裝表面上。
[0056]兩個(gè)第一光源1A中的每個(gè)都包括一個(gè)殼體11和安裝在一個(gè)殼體11上的發(fā)射藍(lán)光的四個(gè)第一半導(dǎo)體激光器12A，以及四個(gè)準(zhǔn)直透鏡13，每個(gè)準(zhǔn)直透鏡都對(duì)應(yīng)于每個(gè)第一半導(dǎo)體激光器12A。類似地，兩個(gè)第二光源1B中的每個(gè)都包括一個(gè)殼體11和安裝在一個(gè)殼體11上的發(fā)射藍(lán)光的四個(gè)第二半導(dǎo)體激光器12B，四個(gè)準(zhǔn)直透鏡13每個(gè)對(duì)應(yīng)于每個(gè)第二半導(dǎo)體激光器12B。第一光源1A具有至少一個(gè)第一半導(dǎo)體激光器12A，第二光源1B具有至少一個(gè)第二半導(dǎo)體激光器12B。如圖1A和圖1B中所示的，每個(gè)光源通過一個(gè)殼體設(shè)置，但是四個(gè)光源可通過一個(gè)殼體設(shè)置。
[0057]如上所述的，兩個(gè)第一光源1A和兩個(gè)第二光源1B被相鄰地(S卩，相鄰的側(cè)向側(cè)表面彼此接觸)安裝在散熱構(gòu)件60的一個(gè)安裝表面上。
[0058]也就是說，在光源10中的所有光源被固定在支撐構(gòu)件的同一平面上，以使得由光源產(chǎn)生的熱可通過更寬的平面被釋放，其有助于實(shí)現(xiàn)光源裝置I的更長(zhǎng)的工作壽命。
[0059]進(jìn)一步地，支撐構(gòu)件還用作散熱構(gòu)件60，以使得光源1A，1B可被有效地冷卻以及部件的數(shù)目可減少以促進(jìn)光源裝置I的小型化。
[0060]接下來，參照?qǐng)D1A(光源的平面視圖)，進(jìn)一步的詳細(xì)描述將被提供。半導(dǎo)體激光器被布置成以使得，在圖1A的左側(cè)的示出半導(dǎo)體激光器等的前視圖的示意圖中，被用于第一光源1A中的每個(gè)第一半導(dǎo)體激光器12A的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸(在該示意圖中示出在圖1A的下部部分的X軸)在光源裝置I的垂直方向(也就是說，在該圖的右/左方向)上被對(duì)準(zhǔn)，被用于第二光源1B中的每個(gè)第二半導(dǎo)體激光器12B的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸在光源裝置I的側(cè)向方向(也就是說，在該圖的上/下方向)上被對(duì)準(zhǔn)。
[0061]在本實(shí)施例中，在圖1A中的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中，在該圖中的右/左方向稱為第一方向，在該圖中的上/下方向稱為第二方向。也就是說，在本實(shí)施例中，第一方向和第二方向以90度的角度布置。換句話說，第一方向和第二方向形成90度的角度。在圖1A和IB中，第一方向和第二方向被示出為該圖中的上/下方向和該圖中的右/左方向，但是任何其他適當(dāng)?shù)姆较蚩杀徊捎谩＿M(jìn)一步地，由第一方向和第二方向形成的角度在本實(shí)施例中是90度，但是任何其他適當(dāng)?shù)慕嵌瓤杀徊捎谩?br>[0062]進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，準(zhǔn)直透鏡13從光軸上的準(zhǔn)直透鏡在該處產(chǎn)生平行光的位置(即，焦點(diǎn)位置)偏移。通過該布置，更大的聚光區(qū)域可被獲得并且會(huì)聚的光的光密度可減小，如下所述的。因此，聚光點(diǎn)的形狀的短軸方向(即，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案的短軸方向)和半導(dǎo)體激光器12A的長(zhǎng)軸(在圖1A的下部部分處的示意圖中的X軸)方向被對(duì)準(zhǔn)，在導(dǎo)體層中的聚光點(diǎn)的形狀的長(zhǎng)軸方向(即，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向)和半導(dǎo)體激光器12A的短軸(在圖1A中的下部部分處的示意圖中的Y軸)方向被對(duì)準(zhǔn)。
[0063]除了以上所述之外的適當(dāng)?shù)牟贾靡部杀徊捎茫瑴?zhǔn)直透鏡13可布置在焦點(diǎn)位置處。在該情況下，在聚光區(qū)域處的遠(yuǎn)場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向和半導(dǎo)體激光器12A，12B的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向被對(duì)準(zhǔn)，在聚光區(qū)域處的近場(chǎng)圖案的短軸方向和半導(dǎo)體激光器12A，12B的短軸方向被對(duì)準(zhǔn)。
[0064]從第一半導(dǎo)體激光器12A發(fā)射的光的光軸和相應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡13的光軸被分別對(duì)準(zhǔn)，并且平行于聚光透鏡20的光軸21。相似地，從第二半導(dǎo)體激光器12B發(fā)射的光的光軸和相應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡13的光軸被分別對(duì)準(zhǔn)，并且平行于聚光透鏡20的光軸21。
[0065]光學(xué)部件70相對(duì)于第一光源1A和第二光源1B中的每個(gè)被設(shè)置。光學(xué)部件70具有從垂直于準(zhǔn)直透鏡13的光軸的平面傾斜的傾斜光學(xué)表面74。接下來，傾斜光學(xué)表面74的傾斜方向?qū)⒄赵趫D1A的左側(cè)處示出半導(dǎo)體激光器等的前視圖的示意圖進(jìn)行描述。在該示意圖中，為了清楚地示出傾斜光學(xué)表面74的傾斜方向，相應(yīng)的光學(xué)部件70的側(cè)向側(cè)形狀被示意性地示出為疊加(superimposed)到半導(dǎo)體激光器等的前視圖的周圍。
[0066]更具體地說，在圖1A中的半導(dǎo)體激光器等的示意性的前視圖中，對(duì)應(yīng)于在該圖的左下部處的第一半導(dǎo)體激光器12A的光學(xué)部件70具有傾斜光學(xué)表面74，該傾斜光學(xué)表面74具有在聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀(即，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向(也就是，半導(dǎo)體激光器12A的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向(在該附圖中的右/左方向:第一方向))上的斜傾。更詳細(xì)地，該斜傾被形成為以使得到該圖中的左側(cè)的側(cè)面較高(即，厚度較大)以及該圖中的右側(cè)的側(cè)面較低(即，厚度較小)。如上所述的，所述斜傾形成在聚光點(diǎn)形狀(即，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向上。換句話說，所述斜傾形成在使所述長(zhǎng)軸在中心(center ing)的旋轉(zhuǎn)方向上。
[0067]在其中準(zhǔn)直透鏡13被布置在焦點(diǎn)位置的情況下，光學(xué)部件70的傾斜光學(xué)表面的斜傾被定向到在所述聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀的短軸方向。
[0068]在圖1A中的半導(dǎo)體激光器等的示意性的前視圖中，對(duì)應(yīng)于在該圖中的右上方處的第一半導(dǎo)體激光器12A的光學(xué)部件70具有在聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀(遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向(也就是，半導(dǎo)體激光器12A的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向(圖中的右/左方向:第一方向))上的斜傾，以使得該圖中的右側(cè)較高且該圖中的左側(cè)較低，這與對(duì)應(yīng)于在前視圖中的左下部處的第一半導(dǎo)體激光器12A的光學(xué)部件70是相反的。
[0069]對(duì)應(yīng)于該圖中的右下部處的第二半導(dǎo)體激光器12B的光學(xué)部件70具有在聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀(遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向(也就是，半導(dǎo)體激光器12B的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向(圖中的上/下方向:第二方向))上的斜傾，以使得該圖的下側(cè)較高且該圖的上側(cè)較低。
[0070]在圖1A的半導(dǎo)體激光器等的示意性的前視圖中，對(duì)應(yīng)于該圖中的左上部處的第二半導(dǎo)體激光器12B的光學(xué)部件70具有在聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀(遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向(也就是，長(zhǎng)軸方向(圖中的上/下方向:第二方向))上的斜傾，以使得該圖中的上側(cè)較高且該圖中的下側(cè)較低，這與對(duì)應(yīng)于該圖中的右下側(cè)處的第二半導(dǎo)體激光器12B的光學(xué)部件70是相反的。
[0071]如上所述的，在本實(shí)施例中，光源裝置包括:兩個(gè)第一光源1A和兩個(gè)傾斜光學(xué)表面74，該兩個(gè)傾斜光學(xué)表面具有彼此相反的斜傾并且設(shè)置成分別對(duì)應(yīng)于第一光源10A;以及兩個(gè)第二光源1B和兩個(gè)傾斜光學(xué)表面74，該兩個(gè)傾斜光學(xué)表面具有彼此相反的斜傾并設(shè)置成分別對(duì)應(yīng)于第二光源10B。還有，具有傾斜光學(xué)表面74的光學(xué)部件70被形成為對(duì)應(yīng)于光源10A，1B的每個(gè)以使得傾斜光學(xué)表面74相對(duì)于相應(yīng)的光源10A，1B的傾斜角彼此不同。
[0072]如在圖1A中的平面視圖中示出的，在本實(shí)施例中，傾斜光學(xué)表面74形成在每個(gè)光學(xué)部件70的發(fā)射側(cè)表面上。也就是，傾斜光學(xué)表面74形成在遠(yuǎn)離光源10的一側(cè)上。其他適當(dāng)?shù)臉?gòu)造也可被采用。例如，傾斜光學(xué)表面74可形成在光學(xué)部件70的入射側(cè)上，也就是，更靠近光源10的一側(cè)上，或者傾斜光學(xué)表面74形成在光學(xué)部件70的入射側(cè)和發(fā)射側(cè)二者上。在其中傾斜光學(xué)表面形成在每個(gè)光學(xué)部件70的入射側(cè)和發(fā)射側(cè)二者上的情況下，非錐形(non-tapered)板光學(xué)部件70可以以相對(duì)于光源10的相應(yīng)單元成一定角度地進(jìn)行布置。
[0073]進(jìn)一步地，如由圖1A的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中的點(diǎn)示意性地示出的，光擴(kuò)散層72被設(shè)置到相應(yīng)的光學(xué)部件70，該光學(xué)部件70對(duì)應(yīng)于第一半導(dǎo)體激光器12A。如在圖1A中的平面視圖中示出的，在本實(shí)施例中，光擴(kuò)散層72形成在相應(yīng)的光學(xué)部件70的發(fā)射側(cè)表面上。也就是說，光擴(kuò)散層72形成在更靠近光源10的一側(cè)上。其它適當(dāng)?shù)臉?gòu)造也可被采用。例如，光擴(kuò)散層72可形成在光學(xué)部件70的發(fā)射側(cè)上，也就是，遠(yuǎn)離光源10的一側(cè)上。光擴(kuò)散層72可布置在準(zhǔn)直透鏡13和聚光透鏡20之間，且在從第一半導(dǎo)體激光器12A發(fā)射的光的光路上的適當(dāng)位置處。在光擴(kuò)散層72形成在遠(yuǎn)離光學(xué)部件70的位置處的情況下，光擴(kuò)散層72可具有足以自我支撐的強(qiáng)度。
[0074]接下來，在圖1B(光源的側(cè)視圖)中示出的構(gòu)造將被描述。圖1B是如從該圖的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中的箭頭B側(cè)看到的光源裝置的側(cè)視圖，并且對(duì)應(yīng)于從圖1A中的平面視圖中示出的狀態(tài)向前轉(zhuǎn)動(dòng)90度的光源裝置I。
[0075]在圖1B的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中，對(duì)應(yīng)于該圖的右下側(cè)處的第一半導(dǎo)體激光器12A的光學(xué)部件70具有在聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀(S卩，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向(也就是，半導(dǎo)體激光器12A的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向(該圖的上/下方向:第一方向))上的斜傾，以使得該圖中的下側(cè)較高(即，較厚)且該圖中的上側(cè)較低(即，較薄)。
[0076]在圖1B左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中，對(duì)應(yīng)于該圖左上側(cè)處的第一半導(dǎo)體激光器12A的光學(xué)部件70具有在所述聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀(S卩，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向(也就是，半導(dǎo)體激光器12A的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向(在該圖中的上/下方向:第一方向))上的斜傾，以使得該圖中的上側(cè)較高且該圖中的下側(cè)較低，這與對(duì)應(yīng)于在該圖中的右下側(cè)處的第一半導(dǎo)體激光器12A的光學(xué)部件70是相反的。
[0077]在圖1B中的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中，對(duì)應(yīng)于在該圖的左下側(cè)處的第二半導(dǎo)體激光器12B的光學(xué)部件70具有在聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀(S卩，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向(也就是，半導(dǎo)體激光器12A的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向(在該圖中的左/右方向:第二方向))上的斜傾，以使得該圖中的左側(cè)較高且該圖中的右側(cè)較低。
[0078]在圖1B中的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中，對(duì)應(yīng)于在該圖中的左上側(cè)處的第一半導(dǎo)體激光器12A的光學(xué)部件70具有在聚光區(qū)域中的聚光點(diǎn)形狀(S卩，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向(也就是，半導(dǎo)體激光器12A的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向(在該圖中的上/下方向:第一方向))上的斜傾，以使得該圖中的右側(cè)較高且該圖中的左側(cè)較低，這與對(duì)應(yīng)于在所述前視圖中的左下側(cè)處的第二半導(dǎo)體激光器12B的光學(xué)部件70是相反的。
[0079]如上所述的，所述斜傾形成在聚光點(diǎn)形狀(S卩，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸方向上。換句話說，所述斜傾形成在使所述聚光點(diǎn)形狀(即，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的長(zhǎng)軸在中心的旋轉(zhuǎn)方向上。
[0080]通過如上所述的構(gòu)造，從與聚光透鏡20的光軸21平行的第一光源1A和第二光源1B發(fā)射的光的傳播方向在光學(xué)部件70的傾斜光學(xué)表面處朝向較低(較薄)方向彎曲并且以相對(duì)于光軸21成預(yù)定角度地入射在聚光透鏡O上。如上所述的，與四個(gè)光源10A，1B對(duì)應(yīng)的傾斜光學(xué)表面74的傾斜方向彼此不同，以使得來自于四個(gè)光源的光被會(huì)聚在熒光體部分32上的不同位置處。圖1A和IB描述了所述光被會(huì)聚在設(shè)置于熒光體輪30的入射側(cè)表面上的電介質(zhì)膜31的表面位置上，但是電介質(zhì)膜31非常薄且熒光體輪30既無助于光的會(huì)聚又無助于光的擴(kuò)散，以使得可假定來自于光源的光被會(huì)聚在熒光體部分32上的不同位置處。
[0081]在穿過擴(kuò)散層72的情況下，光變成擴(kuò)散光，并且光的散擴(kuò)形狀在聚光位置處得以獲得。光學(xué)部件70和光擴(kuò)散層72稍后在下面將被更詳細(xì)地描述。
[0082]如上所述的，熒光體輪30具有形成在入射側(cè)上的電介質(zhì)膜31和以圓環(huán)形狀形成在發(fā)射側(cè)上的熒光體區(qū)域32。圖4A和4B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的熒光體輪的示意圖。圖4A示出熒光體輪30的入射側(cè)，圖4B示出熒光體輪30的發(fā)射側(cè)。綠色熒光體區(qū)域，紅色熒光體區(qū)域，和藍(lán)色光透射區(qū)域被布置在熒光體輪30上。綠色熒光體區(qū)域具有:被構(gòu)造成透射藍(lán)光并反射綠光并形成在入射側(cè)上的電介質(zhì)膜31G;以及發(fā)射綠色波長(zhǎng)帶的光并被施加在發(fā)射側(cè)上的熒光體32G。以相似的方式，紅色熒光體區(qū)域具有:被構(gòu)造成透射藍(lán)光并反射紅光并形成在入射側(cè)上的電介質(zhì)膜31R;以及發(fā)射紅色波長(zhǎng)帶的光并施加在發(fā)射側(cè)上的熒光體32R。藍(lán)色光透射區(qū)域具有:被構(gòu)造成透射藍(lán)光并形成在入射側(cè)上的電介質(zhì)膜31B;以及熒光體沒有施加在發(fā)射側(cè)上。但是被構(gòu)造成如在發(fā)射側(cè)上透射藍(lán)光的電介質(zhì)膜32B可形成在發(fā)射側(cè)上。為了減小亮度和色度的不均勻性，擴(kuò)散劑例如S12，T12，Ba2SO4等的粒子優(yōu)選地被施加。
[0083]形成在熒光體輪30的綠色熒光體區(qū)域和紅色熒光體區(qū)域上的電介質(zhì)膜31G，31R被構(gòu)造成透射藍(lán)光并反射與每個(gè)所述區(qū)域?qū)?yīng)的波長(zhǎng)的光。因此，從熒光體32G，32R朝向半導(dǎo)體激光器12側(cè)發(fā)射的光可由光接收透鏡40側(cè)反射。由此，從熒光體發(fā)射的光能被有效地使用。
[0084]施加在熒光體輪的綠色熒光體區(qū)域中的熒光體32G優(yōu)選地可發(fā)射包括大約500到大約5 6 O納米的波長(zhǎng)帶的綠色熒光。綠色熒光體的具體的例子包括β- S i 6—z ABz OzN8-Z: EA，BA3AB5Oi2: Ce，Ca8MgSi4Oi6CB2: EA，Ba3Si6Oi2N2: EA，和(Sr，Ba，Ca) Si2O2N2: EA。
[0085]施加在熒光體輪的紅色熒光體區(qū)域中的熒光體32R優(yōu)選地可發(fā)射包括大約600到大約800納米的波長(zhǎng)帶的紅色熒光。紅色熒光體的具體例子包括(Sr，Ca MBSiN3: EA，CaABSiN3: EA，SrABSiN3: EA，和 K2SiF6: Mn。
[0086]在熒光體輪30上的綠色熒光體區(qū)域、紅色熒光體區(qū)域和藍(lán)色光透射區(qū)域的比例可根據(jù)需要確定。例如，在投影儀中使用熒光體輪30的情況下，適當(dāng)?shù)谋壤捎赏队皟x所需要的白色的色度以及熒光體的效率等計(jì)算。在本實(shí)施例中，綠色和紅色熒光體區(qū)域被分別設(shè)定到150度，藍(lán)色光透射區(qū)域被設(shè)定到60度。
[0087]進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，綠色、紅色和藍(lán)色三個(gè)區(qū)域被提供，但是四個(gè)或以上的區(qū)域可被提供。其中白光由藍(lán)光和黃光形成的白光區(qū)域可被提供，和/或綠色、紅色和藍(lán)色區(qū)域的數(shù)量可分別增加到兩個(gè)。
[0088]熒光體輪30由透光的盤狀構(gòu)件制成并且它的中央被固定到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元50的驅(qū)動(dòng)軸50aο高透光率的材料例如玻璃，樹脂，藍(lán)寶石等，可被用于熒光體輪30。在圖4A中，指示為“SP”的區(qū)域是其中來自于光源10且由聚光透鏡20會(huì)聚的入射光被照射的區(qū)域(聚光區(qū)域)。進(jìn)一步地，在圖4B中，指示為“FL”的區(qū)域是其中熒光體層在接收來自于所述光源10的入射光時(shí)發(fā)射光的區(qū)域(熒光區(qū)域)。
[0089]此外，再一個(gè)基片可被增加在熒光體輪30的發(fā)射側(cè)處并且?guī)V波器可被提供。通過該構(gòu)造，更純的綠顏色和更純的紅顏色的光可被獲得。
[0090]回到圖1A和圖1B，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元50是無刷直流電機(jī)并且被布置成以使得它的驅(qū)動(dòng)軸和聚光透鏡20的光軸彼此平行。進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)電機(jī)50被固定成以使得熒光體輪30的平面變?yōu)榇怪庇隍?qū)動(dòng)軸50a。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元50的旋轉(zhuǎn)速度基于再生的運(yùn)動(dòng)圖像的幀頻(每秒的幀數(shù)，由[f ps ]的單位表示)進(jìn)行確定。例如，在再生60 [fps]的運(yùn)動(dòng)圖像的情況下，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元50( S卩，熒光體輪30)的旋轉(zhuǎn)速度可被確定到每分鐘60轉(zhuǎn)的整數(shù)倍。
[0091]從熒光體輪30發(fā)射的光的前進(jìn)方向通過光接收透鏡40被變?yōu)轭A(yù)定方向并且從光源裝置I發(fā)射。更具體地說，光的分布可由光接收透鏡40控制以獲得散擴(kuò)光或平行光或會(huì)聚到特定位置的光。在其中光源裝置I被用作投影儀的光源的情況下，從光源裝置I發(fā)射的光被聚到光調(diào)制裝置，由光調(diào)制裝置形成的圖像被放大并且由投影裝置投影到屏幕上。此時(shí)，由通過光調(diào)制裝置形成的圖像的尺寸和從投影裝置投射出的光的散擴(kuò)角之間的關(guān)系計(jì)算的光學(xué)擴(kuò)展量(etendue)可影響光接收透鏡40的NA和熒光體的發(fā)光區(qū)域的尺寸。
[0092]也就是:
[0093](由光調(diào)制裝置形成的圖像的尺寸)x(投射角)=(熒光區(qū)域FL)x(光接收透鏡NA)。
[0094]熒光體以近似朗伯(Lambertian)分布發(fā)射光，以使得光接收透鏡40優(yōu)選地具有最大可能的NA。同時(shí)，熒光區(qū)域FL優(yōu)選地是小的。在其中熒光體區(qū)域側(cè)的光學(xué)擴(kuò)展量大于投射側(cè)的光學(xué)擴(kuò)展量的情況下，差值對(duì)應(yīng)于效率的降低。
[0095]如上所述的，光接收透鏡40具有高的NA，以使得熒光區(qū)域FL優(yōu)選地盡可能的小。然而，小的熒光區(qū)域FL會(huì)導(dǎo)致來自于光源10的光的高的光密度。在本實(shí)施例中，熒光區(qū)域FL的尺寸優(yōu)選地在大約1.5到2毫米的范圍，以使得來自于光源10的光優(yōu)選地具有2毫米或更小的尺寸，因?yàn)榫酃鈪^(qū)域SP的尺寸為2。如上所述的尺寸是具有多個(gè)光源10的整個(gè)聚光區(qū)域的尺寸而不是單個(gè)光源10的聚光區(qū)域的尺寸。
[0096]接下來，光學(xué)部件將被描述。根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的光學(xué)部件70將在下面參照?qǐng)D1A被更詳細(xì)地描述。如上所述的，從第一光源1A(即，第一半導(dǎo)體激光器12A)發(fā)射的使它的聚光點(diǎn)形狀(會(huì)聚的光點(diǎn)的形狀)的短軸方向(半導(dǎo)體激光器的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向)布置在第一方向上(在圖1A的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中的右/左方向)的光穿過相應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡13并進(jìn)入到形成在圖1A中的左側(cè)上的光學(xué)部件70的入射表面上的擴(kuò)散層72中。此時(shí)，從準(zhǔn)直透鏡13發(fā)射的光平行于聚光透鏡20的光軸21，光軸70的入射表面和形成在光學(xué)部件70的入射表面上的光擴(kuò)散層72的入射表面被布置成垂直于聚光透鏡20的光軸21。因此，從準(zhǔn)直透鏡13發(fā)射的光垂直地進(jìn)入到光擴(kuò)散層72的入射表面上。入射在光擴(kuò)散層72上的光在當(dāng)穿過光擴(kuò)散層72時(shí)變?yōu)閿U(kuò)散光并且進(jìn)入到光學(xué)部件70中。光擴(kuò)散層72的作用稍后在下面將被更詳細(xì)地描述。
[0097]光學(xué)部件70具有是傾斜光學(xué)表面74的發(fā)射側(cè)表面，所述傾斜光學(xué)表面74具有在是第一半導(dǎo)體激光器12A的聚光點(diǎn)形狀(S卩，遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的短軸的方向的第一方向上的斜傾。因此，光以與聚光透鏡20的光軸21成預(yù)定角度地從光學(xué)部件70發(fā)射，并且不改變所述角度地進(jìn)入到聚光透鏡20中(參見圖1B中的側(cè)視圖)。也就是說，光以預(yù)定角度(例如0.25到2度)與聚光透鏡20的光軸21不平行地入射在聚光透鏡20上。進(jìn)一步地，如在圖1A的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中所示的，分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)第一光源1A的兩個(gè)光學(xué)部件70被布置成以使得傾斜光學(xué)表面74的斜傾在彼此相反的方向上。
[0098]因此，從分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)第一光源1A的兩個(gè)光學(xué)部件70發(fā)射的光穿過聚光透鏡20被聚在熒光體輪30上(也就是說，熒光體區(qū)域32上)的不同位置處。
[0099]以相似的方式，從第二光源1B(即，第二半導(dǎo)體激光器12B)發(fā)射的使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸方向(即，半導(dǎo)體激光器的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向)布置在第二方向(圖1A中的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中的上/下方向)的光穿過相應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡13并進(jìn)入到光學(xué)部件70中。此時(shí)，從準(zhǔn)直透鏡13發(fā)射的光平行于聚光透鏡20的光軸21，光學(xué)部件70的入射表面被布置成垂直于聚光透鏡20的光軸21。因此，從準(zhǔn)直透鏡13發(fā)射的光垂直地進(jìn)入光學(xué)部件70的入射表面上。
[0100]光學(xué)部件70具有是傾斜光學(xué)表面74的發(fā)射側(cè)表面，所述傾斜光學(xué)表面74具有在是第二半導(dǎo)體激光器12A的聚光點(diǎn)形狀的短軸方向(S卩，半導(dǎo)體激光器的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向)的第二方向上的斜傾。因此，光從光學(xué)部件70以與聚光透鏡20的光軸21成預(yù)定角度地發(fā)射，并且不改變所述角度地進(jìn)入聚光透鏡20(參見圖1A中的平面視圖)。也就是說，光以預(yù)定角度(例如0.25到2度)不平行于聚光透鏡20的光軸21地入射在聚光透鏡20上。進(jìn)一步地，如在圖1A的左側(cè)的半導(dǎo)體激光器等的前視圖中所示的，兩個(gè)光學(xué)部件70被布置成以使得傾斜光學(xué)表面74的斜傾在彼此相反的方向上。
[0101]因此，從分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)第二光源1B的兩個(gè)光學(xué)部件70發(fā)射的光穿過聚光透鏡20被聚在熒光體輪30上(也就是說，熒光體區(qū)域32上)的不同位置。
[0102]傾斜光學(xué)表面74的斜傾被形成在聚光點(diǎn)形狀的短軸方向上。由此，其中從半導(dǎo)體激光器12發(fā)射的光重疊的區(qū)域可減小并且在聚光區(qū)域中的光密度的適當(dāng)?shù)慕档涂杀猾@得。如在本實(shí)施例中的，在其中準(zhǔn)直透鏡13從焦點(diǎn)偏移的情況下，傾斜光學(xué)表面74朝向半導(dǎo)體激光器12的近場(chǎng)圖案的長(zhǎng)軸方向取向。同時(shí)，在其中準(zhǔn)直透鏡13被布置到焦點(diǎn)的情況下，傾斜光學(xué)表面7 4取向?yàn)槌虬雽?dǎo)體激光器12的近場(chǎng)圖案的短軸方向。
[0103]接下來，參照?qǐng)D2A到2C，將給出聚光點(diǎn)形狀的例子的描述，所述聚光點(diǎn)形狀是通過將從兩個(gè)第一光源1A和兩個(gè)光源1B發(fā)射的光穿過聚光透鏡20而聚在熒光體輪30上而獲得的，所述兩個(gè)第一光源1A和兩個(gè)光源1B分別設(shè)置有具有如上所述的傾斜光學(xué)表面的相應(yīng)光學(xué)部件70。
[0104]圖2A示出平板形狀的光學(xué)部件70的橫截面光強(qiáng)度和聚光點(diǎn)形狀，其中入射側(cè)的光學(xué)表面和發(fā)射側(cè)的光學(xué)表面彼此平行，并且傾斜光學(xué)表面74沒有設(shè)置。圖2B示出在其中布置對(duì)應(yīng)于第二半導(dǎo)體激光器12B的兩個(gè)光學(xué)部件70的情況下的聚光點(diǎn)形狀和橫截面光強(qiáng)度。圖2C示出對(duì)應(yīng)于在圖1A和圖1B中示出的實(shí)施例的情況，其示出在其中布置有與第一半導(dǎo)體激光器12A對(duì)應(yīng)的兩個(gè)光學(xué)部件70和與第二半導(dǎo)體12B對(duì)應(yīng)的兩個(gè)光學(xué)部件70的情況下的聚光點(diǎn)形狀和橫截面光強(qiáng)度。
[0105]在圖2B或者圖2C的情況下，在豎直方向更長(zhǎng)的橢圓形的兩個(gè)聚光點(diǎn)通過分別對(duì)應(yīng)于第二半導(dǎo)體激光器12B的兩個(gè)光學(xué)部件70并排形成在側(cè)向方向上(當(dāng)在該圖上看時(shí))。因此，如在圖2B和圖2C的下側(cè)處的橫截面光強(qiáng)度的示意圖中示出的，從第二光源1B發(fā)射的光沒有聚在一個(gè)斑點(diǎn)處(參見圖2A的橫截面光強(qiáng)度的示意圖)，而是在光強(qiáng)度曲線中分開為兩個(gè)峰。
[0106]在圖2C中，除了在豎直方向上更長(zhǎng)的橢圓形的兩個(gè)聚光點(diǎn)通過分別對(duì)應(yīng)于第二半導(dǎo)體激光器12B的兩個(gè)光學(xué)部件70并排形成在側(cè)向方向上(當(dāng)在該圖中看時(shí))之外，在側(cè)向方向上更長(zhǎng)的橢圓形的兩個(gè)聚光點(diǎn)通過分別對(duì)應(yīng)于第一半導(dǎo)體激光器12B的兩個(gè)光學(xué)部件70被并排形成在豎直方向上(在當(dāng)在該圖中看時(shí))。因此，從第一光源1A發(fā)射的光也在光強(qiáng)度曲線中分開為兩個(gè)峰。由此，在圖2C的聚光點(diǎn)形狀下，會(huì)聚的光分開為四個(gè)峰。
[0107]在圖1A和圖1B中，光學(xué)部件70具有在相反方向上傾斜的具有相同的傾斜角的傾斜光學(xué)表面74，但是具有不同的傾斜角的傾斜光學(xué)表面也可以被采用。
[0108]當(dāng)單個(gè)聚光區(qū)域的峰值光強(qiáng)度被假定為初始峰值光強(qiáng)度Po時(shí)，在圖2B和圖2C中的情況下的峰值光強(qiáng)度由以下給出:
[0109]P = Po/(聚光區(qū)域的數(shù)目；在圖2B中為2，在圖2C中為4)。
[0110]也就是說，峰值光強(qiáng)度的值是通過初始峰值光強(qiáng)度Po除以聚光區(qū)域的數(shù)目而獲得的。由此，在本例子中，圖2B的情況下的峰值光強(qiáng)度相對(duì)于初始強(qiáng)度是1/2，圖2C的情況下的峰值光強(qiáng)度相對(duì)于初始強(qiáng)度是I/4。
[0111]穿過具有傾斜光學(xué)表面74的光學(xué)部件70，來自于準(zhǔn)直透鏡13的光以與聚光透鏡20的光軸成預(yù)定角度地入射在聚光透鏡20上，所述角度的絕對(duì)值優(yōu)選地在0.25到2度的范圍內(nèi)。通過傾斜角的絕對(duì)值在0.25到2度的范圍內(nèi)，在熒光體輪30上(在熒光體區(qū)域中)的聚光區(qū)域SP的區(qū)域(參見圖4A)可減小到不太大。在圖1A和圖1B中示出的實(shí)施例中，除了采用關(guān)于光學(xué)部件70的相同的傾斜角的情況之外，適當(dāng)?shù)膬A斜角可被采用，光學(xué)部件70可具有彼此不同的傾斜角。
[0112]接下來，光擴(kuò)散層將被描述。在本實(shí)施例中，如上所述的，光擴(kuò)散層72形成在與第一光源1A對(duì)應(yīng)的光學(xué)部件70的入射表面上，也就是說，光擴(kuò)散層72形成在從第一光源1A發(fā)射的光的光路上，以使得通過光擴(kuò)散層72形成擴(kuò)散光。由此，與沒有光擴(kuò)散層的情況相比，光可被聚在聚光區(qū)域中的更寬的區(qū)域中。如在圖2C中所示的，從第一光源1A發(fā)射的光穿過光擴(kuò)散層72和光學(xué)部件70并進(jìn)入聚光透鏡20中。光然后由聚光透鏡20會(huì)聚以形成在該圖的側(cè)向方向上更長(zhǎng)的橢圓形的聚光點(diǎn)。還有，從第二光源1B發(fā)射的光穿過光學(xué)部件70并進(jìn)入聚光透鏡20中。然后，光由聚光透鏡20會(huì)聚以形成在該圖中的豎直方向更長(zhǎng)的橢圓形的聚光點(diǎn)。在該情況下，由第一光源1A形成的橢圓形的長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度比由第二光源1B形成的橢圓形的長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度更長(zhǎng)。這是因?yàn)樗龉馔ㄟ^形成在聚光區(qū)域上更大的形狀(即，增加聚光點(diǎn)形狀的尺寸)的光擴(kuò)散層72變?yōu)閿U(kuò)散光。
[0113]因此，在本實(shí)施例中，具有側(cè)向長(zhǎng)的或縱向長(zhǎng)的縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在聚光透鏡20的聚光區(qū)域中的熒光體輪30上(S卩，在熒光體區(qū)域上)得以獲得。因此，通過適當(dāng)?shù)剡x擇光擴(kuò)散層72的擴(kuò)散強(qiáng)度，具有希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可被獲得。
[0114]還有，光可穿過具有傾斜光學(xué)表面74的光學(xué)部件70被會(huì)聚在不同位置，其還允許調(diào)節(jié)聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)的尺寸。例如，具有希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可以是縱向1.5毫米和側(cè)向2毫米，但是任何其它適當(dāng)?shù)男螤羁杀徊捎谩?.5毫米的縱向長(zhǎng)度和2毫米的側(cè)向長(zhǎng)度的形狀可通過使用具有允許獲得大約1.33( = 2毫米/1.5毫米)的縱橫比的擴(kuò)散系數(shù)的光擴(kuò)散層得以產(chǎn)生。
[0115]光擴(kuò)散層72的例子包括含有光擴(kuò)散材料的層，所述光擴(kuò)散材料包括例如S i O 2，T12，Ba2SO4等的粒子。光擴(kuò)散材料優(yōu)選地具有直徑在0.1至Ij 100微米的范圍內(nèi)的粒子，I到50微米的范圍是更優(yōu)選的。這樣的層可通過涂覆等方式形成在光學(xué)部件70的表面上。光擴(kuò)散層可由具有在其中的大量泡沫的材料制成，以及其他允許形成光擴(kuò)散層的適當(dāng)?shù)牟牧虾蜆?gòu)造也可用于光擴(kuò)散層。與光擴(kuò)散層有關(guān)的其他實(shí)施例稍后在下面將被更詳細(xì)地描述。
[0116]在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于聚光點(diǎn)形狀的縱橫比的最佳擴(kuò)散程度，即擴(kuò)散角度，可通過設(shè)定光擴(kuò)散主體、氣泡等的尺寸和/或數(shù)量得以獲得。進(jìn)一步地，最佳擴(kuò)散程度可根據(jù)來自于光源的光的強(qiáng)度、熒光體層的特征(例如，對(duì)受到高光密度的入射光、發(fā)光率等影響的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率的影響度)、光擴(kuò)散層72和熒光體區(qū)域32之間的距離，進(jìn)行設(shè)定。
[0117]根據(jù)本公開的實(shí)施例1的光源裝置包括:每個(gè)具有半導(dǎo)體激光器和準(zhǔn)直透鏡的多個(gè)光源，會(huì)聚來自于光源的光的聚光透鏡，布置在光源和所述聚光透鏡之間的光學(xué)部件，以及具有熒光體并且允許由聚光透鏡會(huì)聚的光穿過的熒光體輪。光學(xué)部件具有傾斜光學(xué)表面，該傾斜光學(xué)表面從垂直于準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面傾斜，所述傾斜半導(dǎo)體激光器光學(xué)表面關(guān)于所述光源中的每個(gè)具有不同的傾斜角。一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸在第一方向?qū)?zhǔn)的第一半導(dǎo)體激光器，一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸在不同于所述第一方向的第二方向上對(duì)準(zhǔn)的第二半導(dǎo)體激光器。光擴(kuò)散層布置在第一半導(dǎo)體激光器或第二半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的光路上。光擴(kuò)散層布置在第一半導(dǎo)體激光器或者第二半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的光路上。
[0118]根據(jù)本實(shí)施例，布置在光源和聚光透鏡之間的光學(xué)部件具有從垂直于準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面傾斜的傾斜光學(xué)表面，該傾斜光學(xué)表面對(duì)于每個(gè)光源具有不同的傾斜角。由此，從光源發(fā)射的光通過聚光透鏡被會(huì)聚在熒光體輪上(也就是說，熒光體上)的不同位置。通過該構(gòu)造，在熒光體上的聚光區(qū)域處的光密度可減小，以使得從熒光體發(fā)射的光可被有效地使用。
[0119]進(jìn)一步地，一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸在第一方向?qū)?zhǔn)的第一半導(dǎo)體激光器，一些半導(dǎo)體激光器是使它的聚光點(diǎn)形狀的短軸在不同于第一方向的第二方向?qū)?zhǔn)的第二半導(dǎo)體激光器，光擴(kuò)散層被布置在第一半導(dǎo)體激光器或者第二半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的光路上，以使得不同尺寸的聚光點(diǎn)形狀(即，聚光點(diǎn)的光束形狀，在下文中可縮寫成“光束形狀”)得以產(chǎn)生。由此，希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在聚光透鏡的聚光區(qū)域處獲得。還有，光可穿過具有傾斜光學(xué)表面74的光學(xué)部件74被會(huì)聚在不同位置，其還允許調(diào)節(jié)聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)的尺寸。
[0120]還有，如圖8所示的，擴(kuò)散層72可設(shè)置在從具有第一半導(dǎo)體激光器12A的光源1A發(fā)射的光和從具有第二半導(dǎo)體激光器12B的光源1B發(fā)射的光的光路上，其中擴(kuò)散層的擴(kuò)散系數(shù)對(duì)于第一半導(dǎo)體激光器12A和第二半導(dǎo)體激光器12B可以是不同的。因此，通過適當(dāng)?shù)剡x擇光擴(kuò)散層72的擴(kuò)散強(qiáng)度，具有希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可獲得。
[0121]進(jìn)一步地，昂貴的部件例如衍射光學(xué)元件的使用不是需要的。由此，根據(jù)本實(shí)施例，使用多個(gè)半導(dǎo)體激光器的光源裝置可以以低的制造成本提供，其中熒光體的發(fā)光效率的降低可減小并且進(jìn)一步地，具有希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)在它的聚光區(qū)域可被獲得。
[0122]表述“光學(xué)部件具有對(duì)于每個(gè)光源不同的不同傾斜光學(xué)表面”包括不同的傾斜角的情況以及其中相同傾斜角的傾斜光學(xué)表面被布置在不同方向上的情況。還包括，其中一些光源可具有相同的傾斜角并且布置在相同方向上的情況。進(jìn)一步地，在其中相同傾斜角的傾斜光學(xué)表面被布置在相同的方向上且彼此鄰近的情況下，彼此鄰近的傾斜光學(xué)表面可一體地形成。
[0123]光學(xué)部件針對(duì)每個(gè)光源形成，以使得非常適當(dāng)?shù)木酃恻c(diǎn)形狀(光束形狀)可被獲得，由此，細(xì)致的調(diào)節(jié)可被執(zhí)行。根據(jù)本實(shí)施例，光擴(kuò)散層形成在光學(xué)部件的光學(xué)表面上，以使得具有希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在緊湊的光源裝置中獲得。
[0124]在有些情況下，光擴(kuò)散層72可設(shè)置在光學(xué)部件70的光學(xué)表面上，該光學(xué)表面垂直于準(zhǔn)直透鏡13的光軸，如圖1A和圖1B所示的；以及在某些情況下，光擴(kuò)散層72可設(shè)置在光學(xué)部件70的傾斜光學(xué)表面上。還有，光擴(kuò)散層72可作為獨(dú)立部件提供并且被布置在從光源10發(fā)射的光的光路上、在光源和聚光透鏡20之間的適當(dāng)?shù)奈恢锰帯?br>[0125]根據(jù)本實(shí)施例，具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第一光源和具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第二光源被至少包括，以使得由第一光源形成的兩個(gè)聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)和由第二光源形成的兩個(gè)聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在相對(duì)于聚光透鏡的光軸對(duì)稱的位置處得以獲得。由此，加寬到預(yù)定角度使聚光透鏡的光軸在中心的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可被獲得。
[0126]根據(jù)本實(shí)施例，光學(xué)部件的傾斜光學(xué)表面的斜傾形成在使半導(dǎo)體激光器的聚光點(diǎn)形狀的長(zhǎng)軸在中心的旋轉(zhuǎn)方向(還可稱為“聚光點(diǎn)形狀的短軸的方向”)上。由此，其中從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光重疊的區(qū)域可減少并且在該聚光區(qū)域中的光密度的減小可適當(dāng)?shù)孬@得。
[0127]根據(jù)本實(shí)施例，第一方向和第二方向以90度的角度布置，以使得通過使用光擴(kuò)散層，具有希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可被可靠地獲得。
[0128]根據(jù)本實(shí)施例，傾斜光學(xué)表面以相對(duì)于垂直于每個(gè)準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面為0.25至IJ2度的范圍內(nèi)的傾斜角形成，以使得光可在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)被會(huì)聚在不同位置。
[0129]進(jìn)一步地，甚至在其中適合于發(fā)射在紅色波長(zhǎng)范圍的光的熒光體32R趨向于呈現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率的大的降低的情況下，根據(jù)本實(shí)施例，在熒光體區(qū)域上的聚光區(qū)域中的光密度可減小，以使得波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率的惡化可減少。
[0130]接下來，參照?qǐng)D3A到3C，準(zhǔn)直透鏡的位置和光強(qiáng)度之間的關(guān)系將被描述。在圖3A到3C中，半導(dǎo)體激光器12、準(zhǔn)直透鏡13、光學(xué)部件70的布置被示意性地示出在這些圖的上側(cè)，聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)和橫截面光學(xué)強(qiáng)度被示出在這些圖的下側(cè)。在圖3A和3B中，半導(dǎo)體激光器12、準(zhǔn)直透鏡13和光學(xué)部件70被描述。圖3A示出其中準(zhǔn)直透鏡13被布置在光軸方向上發(fā)射平行光的位置處也就是布置在焦點(diǎn)位置處的情況。圖3B示出其中準(zhǔn)直透鏡13從焦點(diǎn)位置(即，光軸方向上發(fā)射平行光的位置)偏移的情況。在圖3C中，除了圖3B示出的狀態(tài)之外，光擴(kuò)散層72被進(jìn)一步地布置。
[0131]如圖3A中所示的，在其中準(zhǔn)直透鏡13被布置在焦點(diǎn)位置(S卩，光軸方向上發(fā)射平行光的位置)處的情況下，在聚光區(qū)域的聚光點(diǎn)形狀較小且峰值光強(qiáng)度較高(即，高的光密度)。如圖3A所示的，在其中準(zhǔn)直透鏡13被布置在焦點(diǎn)位置(S卩，光軸方向上發(fā)射平行光的位置)處的情況下，在聚光區(qū)域的聚光點(diǎn)形狀較小且峰值光強(qiáng)度較高(即，高的光密度)。由此，通過使準(zhǔn)直透鏡13從焦點(diǎn)位置(S卩，光軸方向上發(fā)射平行光的位置)偏移，聚光區(qū)域的面積可增加并且聚光的光密度可減小。
[0132]根據(jù)本實(shí)施例，每個(gè)準(zhǔn)直透鏡被布置在不同于沿著光軸允許發(fā)射平行光的位置的位置，以使得在熒光體上的聚光區(qū)域中的光密度可減小，以及聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)的尺寸可被調(diào)節(jié)。
[0133]由此，通過使準(zhǔn)直透鏡13從焦點(diǎn)位置(S卩，光軸方向上發(fā)射平行光的位置)偏移，聚光區(qū)域的面積可增加并且聚光的光密度可減小。根據(jù)本實(shí)施例，第一方向和第二方向以90度的角度布置，以使得通過使用光擴(kuò)散層，具有希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可被可靠地獲得。
[0134]在圖3A中，在將準(zhǔn)直透鏡13布置到焦點(diǎn)位置也就是說發(fā)射平行光的布置位置的情況下所述聚光點(diǎn)形狀被示意性地示出為尺寸較小。但是根據(jù)用途，在本公開的某些實(shí)施例中，準(zhǔn)直透鏡13可布置到是光軸方向上發(fā)射平行光的配置位置的焦點(diǎn)位置。
[0135]存在或沒有傾斜光學(xué)表面和光擴(kuò)散層對(duì)熒光體的輸出效率的影響
[0136]接下來，參照在圖5中曲線圖，討論在存在或沒有傾斜光學(xué)表面74的情況下和在存在或沒有光擴(kuò)散層72的情況下所述熒光體的輸出效率。
[0137]圖5示出在熒光體的光輸出功率和光源的激勵(lì)光輸出功率之間的關(guān)系。在圖5中，點(diǎn)線(A)指示沒有傾斜光學(xué)表面74和光擴(kuò)散層72 二者的情況，虛線(B)指示存在傾斜光學(xué)表面74但是沒有光擴(kuò)散層72的情況，實(shí)線(C)指示存在傾斜光學(xué)表面74和光擴(kuò)散層72 二者的情況。
[0138]在由點(diǎn)線(A)指示的情況下，沒有傾斜光學(xué)表面74和光擴(kuò)散層72二者，隨著激勵(lì)輸出功率的升高，熒光體的輸出功率到達(dá)峰值并降低。在由虛線(B)指示的情況下，存在傾斜光學(xué)表面74但沒有光擴(kuò)散層72，隨著激勵(lì)輸出功率的升高，熒光體的輸出功率也升高，但是開始逐漸地飽和。
[0139]另一方面，在由實(shí)線(C)指不的情況下，存在傾斜光學(xué)表面74和光擴(kuò)散層72二者，熒光體的輸出功率的飽和可被抑制，以使得甚至在來自于光源10的高的輸出功率的情況下，熒光體可被有效地使用。這是通過減小聚光區(qū)域的光密度得以實(shí)現(xiàn)的，熒光體的發(fā)光效率的降低也可以減小。
[0140]由此，通過傾斜光學(xué)表面74和光擴(kuò)散層72的組合，從多個(gè)光源10發(fā)射的光被會(huì)聚在熒光體區(qū)域上的不同位置處且具有大的聚光直徑，其足以減小光密度，以使得熒光體的發(fā)光效率的降低可充分地減小。
[0141]如上所述的，在根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的光源裝置I中，多個(gè)光源10的聚光區(qū)域通過具有傾斜光學(xué)表面74的光學(xué)部件70彼此偏移，以使得在熒光體區(qū)域上的聚光區(qū)域中的光密度可被減小。還有，通過使準(zhǔn)直透鏡13不聚光，熒光體的聚光區(qū)域的形狀可擴(kuò)展(expanded)而沒有犧牲光學(xué)擴(kuò)展量并且光密度可減小。進(jìn)一步地，通過光擴(kuò)散層，熒光體的聚光區(qū)域的形狀可擴(kuò)展，而沒有犧牲光學(xué)擴(kuò)展量并且光密度可減小。因此，光轉(zhuǎn)換效率的惡化可減小，以使得熒光體可被有效地使用。進(jìn)一步地，相同形狀的光源10可與不同的布置結(jié)合，以使得沒有犧牲大規(guī)模生產(chǎn)率。
[0142]除了在如上所述的實(shí)施例中示出的之外，適當(dāng)數(shù)目的至少四個(gè)光源10可被采用，其中任何適當(dāng)數(shù)目的半導(dǎo)體激光器12可被用于單個(gè)光源10中。
[0143]在以上提供的實(shí)施例的描述中，措辭“第一方向和第二方向相差90度”與“第一方向和第二方向以90度的角度布置”的意義是一樣的。
[0144]光學(xué)部件的其他實(shí)施例
[0145]在如上所述的實(shí)施例中，采用具有傾斜光學(xué)表面74的光學(xué)部件70和光擴(kuò)散層72二者的構(gòu)造被使用，但是任何其它適當(dāng)?shù)臉?gòu)造可被采用。例如，構(gòu)造可以使得光擴(kuò)散層72沒有被提供，用作光擴(kuò)散層的光學(xué)部件70被提供在從第一半導(dǎo)體激光器12A或者第二半導(dǎo)體激光器12B發(fā)射的光的光路上。參照?qǐng)D6A到6D，光學(xué)部件的其它實(shí)施例在下面將被描述。圖6A到6D是示出根據(jù)本公開的其它實(shí)施例的光學(xué)部件的示意圖。
[0146]圖6A示出其中以上所述的光學(xué)部件70和光擴(kuò)散層72二者被提供的情況。同時(shí)，在圖6B中示出的實(shí)施例中，替代單獨(dú)地提供光擴(kuò)散層，氣泡被結(jié)合到光學(xué)部件70A中，或者由例如S12，T12 ,Ba2SO4的粒子組成的光擴(kuò)散材料被結(jié)合以使穿過其的光擴(kuò)散。還有，在這樣的實(shí)施例中，為了獲得最佳擴(kuò)散程度，即，對(duì)應(yīng)于聚光點(diǎn)形狀所必需的縱橫比的擴(kuò)散角度，光擴(kuò)散主體和氣泡的尺寸和/或數(shù)量可被設(shè)定。至于氣泡的尺寸和擴(kuò)散主體的粒子尺寸，類似于以上所述的實(shí)施例的尺寸可被使用。
[0147]在圖6C中示出的實(shí)施例中，單獨(dú)的光擴(kuò)散層沒有被提供，替代地，光學(xué)部件70B由玻璃制成并且具有不同的屈折率(varying index)，其允許擴(kuò)散穿過光學(xué)部件70B的光。還有，在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于聚光點(diǎn)形狀所需要的縱橫比，折射率可被調(diào)節(jié)。
[0148]在圖6D中示出的實(shí)施例中，單獨(dú)的光擴(kuò)散層沒有被提供，替代地，不規(guī)則部形成在光學(xué)部件70C的表面上，其允許光的擴(kuò)散。還有，在本實(shí)施例中，為了獲得與聚光點(diǎn)形狀所需要的縱橫比對(duì)應(yīng)的最佳的擴(kuò)散系數(shù)，不規(guī)則部的尺寸和間距可被設(shè)定。
[0149]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的投影儀
[0150]接下來，參照?qǐng)D7，將給出其中在以上實(shí)施例中示出的光源裝置I被用作單芯片(1-chip)DBP投影儀中的光源裝置的情況的描述。圖7是示出設(shè)置有在以上所述的實(shí)施例中示出的光源裝置I的投影儀100的構(gòu)造的示意圖，其是從上方觀察光源裝置I和投影儀的示意性平面視圖。
[°151 ] 從光源裝置I發(fā)射的光被是空間光調(diào)制器的DMD(Digital Micromirror Device(數(shù)字微鏡裝置))元件110反射。然后，光通過使用投影裝置例如投影透鏡120被會(huì)聚并且投影到屏幕SC上。在DMD元件中，對(duì)應(yīng)于投影到所述屏幕上的圖像的像素的微鏡被布置成矩陣。每個(gè)鏡子的角度可改變來以微秒的量級(jí)打開/關(guān)閉發(fā)射到所述屏幕上的光。
[0152]進(jìn)一步地，入射在投影透鏡上的光的陰影由鏡ON時(shí)間和鏡OFF時(shí)間之間的比值進(jìn)行改變，以使得基于投影圖像的圖像數(shù)據(jù)的描影法顯示(shading display)可被實(shí)現(xiàn)。
[0153]在本實(shí)施例中，DMD元件被用作光學(xué)調(diào)制元件，但是任何其它適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)調(diào)制元件根據(jù)使用目的能被使用。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的光源裝置2和使用該光源裝置2的投影儀不限于如上所述的實(shí)施例，并且本發(fā)明包括其它不同的實(shí)施例。
[0154]如上所述的，根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的光源裝置使用多個(gè)半導(dǎo)體激光器，并且可減小熒光體的發(fā)光效率的降低。進(jìn)一步地，在所述光源裝置中，具有希望尺寸和希望縱橫比的聚光點(diǎn)形狀(光束形狀)可在它的聚光區(qū)域獲得，光源裝置能夠以低的制造成本提供。因此，使用所述光源裝置的投影儀能夠以低的制造成本提供。
[0155]本公開的各個(gè)實(shí)施例已經(jīng)被示出并描述，其中可對(duì)以上所述的構(gòu)造進(jìn)行修改，并且在所述實(shí)施例中的部件的組合以及順序的改變可被實(shí)現(xiàn)，而沒有背離本公開的范圍和技術(shù)構(gòu)思。
[0156]交叉參照相關(guān)申請(qǐng)
[0157]本申請(qǐng)要求2015年2月2日提交的日本專利申請(qǐng)第2015-018694號(hào)以及2016年I月22日提交的日本專利申請(qǐng)第2016-010866號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該兩個(gè)日本專利申請(qǐng)均以援引方式整個(gè)被并入到本申請(qǐng)中。
[0158]附圖標(biāo)記列表
[0159]I光源裝置
[0160]10光源單元
[0161]11殼體
[0162]12半導(dǎo)體激光器元件
[0163]13準(zhǔn)直透鏡
[0164]20聚光透鏡
[0165]21聚光透鏡的軸
[0166]30熒光體輪
[0167]31電介質(zhì)多層膜
[0168]32熒光材料
[0169]40光接收透鏡
[0170]50旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元
[0171]50a驅(qū)動(dòng)軸
[0172]60散熱構(gòu)件
[0173]70光學(xué)部件
[0174]72光擴(kuò)散層
[0175]74傾斜光學(xué)表面
[0176]100投影儀
[0177]HODMD 元件
[0178]120投影透鏡
[0179]SC屏幕
[0180]SP聚光區(qū)域
[0181]FL熒光體的光發(fā)射區(qū)域
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光源裝置，包括: 多個(gè)光源，每個(gè)光源具有半導(dǎo)體激光器和準(zhǔn)直透鏡； 被構(gòu)造成用于會(huì)聚來自于所述光源的光的聚光透鏡； 光學(xué)部件，該光學(xué)部件布置在所述光源和所述聚光透鏡之間，并且被構(gòu)造成允許來自于所述光源的光穿過其中；以及 熒光體輪，該熒光體輪具有熒光體并且被構(gòu)造成允許由所述聚光透鏡會(huì)聚的光穿過其中； 其中，所述光學(xué)部件具有傾斜光學(xué)表面，該傾斜光學(xué)表面從垂直于所述準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面傾斜，并且關(guān)于各光源具有不同的傾斜角； 其中，在所述多個(gè)光源中，一些半導(dǎo)體激光器是使聚光點(diǎn)形狀的短軸在第一方向?qū)?zhǔn)的第一半導(dǎo)體激光器，一些半導(dǎo)體激光器是使聚光點(diǎn)形狀的短軸在不同于所述第一方向的第二方向?qū)?zhǔn)的第二半導(dǎo)體激光器;以及 其中，光擴(kuò)散層形成在從所述第一半導(dǎo)體激光器或者所述第二半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光的光路中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中，所述光擴(kuò)散層形成在所述光學(xué)部件的光學(xué)表面上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源裝置，其中，所述多個(gè)光源至少包括具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第一光源以及具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第二光源。4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的光源裝置，其中，相對(duì)于使所述半導(dǎo)體激光器的聚光點(diǎn)形狀的長(zhǎng)軸在中心的旋轉(zhuǎn)方向形成預(yù)定傾斜角。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的光源裝置，其中，所述第一方向和第二方向之間的角度是90度。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5之一所述的光源裝置，其中，所述光源被固定在支撐構(gòu)件的相同表面上。7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的光源裝置，其中，所述傾斜光學(xué)表面以相對(duì)于垂直于每個(gè)準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面成在0.25到2度的范圍內(nèi)的傾斜角而形成。8.根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的光源裝置，其中，每個(gè)準(zhǔn)直透鏡布置在不同于允許發(fā)射平行光的沿著光軸的位置的位置。9.一種光源裝置，包括: 多個(gè)光源，每個(gè)光源具有半導(dǎo)體激光器和準(zhǔn)直透鏡； 被構(gòu)造成用于會(huì)聚來自于所述光源的光的聚光透鏡； 光學(xué)部件，該光學(xué)部件布置在所述光源和所述聚光透鏡之間，并且被構(gòu)造成允許來自于所述光源的光穿過其中；以及 熒光體輪，該熒光體輪具有熒光體并且被構(gòu)造成允許由所述聚光透鏡會(huì)聚的光穿過其中； 其中，所述光學(xué)部件具有傾斜光學(xué)表面，該傾斜光學(xué)表面從垂直于所述準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面傾斜，并且關(guān)于各光源具有不同的傾斜角； 其中，在所述多個(gè)光源中，一些半導(dǎo)體激光器是使聚光點(diǎn)形狀的短軸在第一方向?qū)?zhǔn)的第一半導(dǎo)體激光器，一些半導(dǎo)體激光器是使聚光點(diǎn)形狀的短軸在不同于所述第一方向的第二方向?qū)?zhǔn)的第二半導(dǎo)體激光器;以及 其中，光擴(kuò)散層布置在所述第一半導(dǎo)體激光器和所述第二半導(dǎo)體激光器的光路上，位于所述光源和所述聚光透鏡之間的位置處；以及所述光擴(kuò)散層關(guān)于從所述第一半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光以及從所述第二半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光呈現(xiàn)出擴(kuò)散系數(shù)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光源裝置，其中，所述光擴(kuò)散層形成在所述光學(xué)部件的光學(xué)表面上。11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的光源裝置，其中，所述多個(gè)光源至少包括具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第一光源以及具有由向相反方向傾斜180°提供的傾斜光學(xué)表面的兩個(gè)第二光源。12.根據(jù)權(quán)利要求9到11之一所述的光源裝置，其中，相對(duì)于使半導(dǎo)體激光器的聚光點(diǎn)形狀的長(zhǎng)軸在中心的旋轉(zhuǎn)方向形成預(yù)定傾斜角。13.根據(jù)權(quán)利要求9到12之一所述的光源裝置，其中，所述第一方向和第二方向之間的角度是90度。14.根據(jù)權(quán)利要求9到13之一所述的光源裝置，其中，所述光源被固定在支撐構(gòu)件的相同表面上。15.根據(jù)權(quán)利要求9到14之一所述的光源裝置，其中，所述傾斜光學(xué)表面以相對(duì)于垂直于每個(gè)準(zhǔn)直透鏡的光軸的平面成在0.25到2度范圍內(nèi)的傾斜角而形成。16.根據(jù)權(quán)利要求9到15之一所述的光源裝置，其中，每個(gè)準(zhǔn)直透鏡被布置在不同于允許發(fā)射平行光的沿著光軸的位置的位置。17.根據(jù)權(quán)利要求9到16之一所述的光源裝置，其中，所述支撐構(gòu)件包括散熱構(gòu)件。18.根據(jù)權(quán)利要求9到17之一所述的光源裝置，其中所述光源被構(gòu)造成用于發(fā)射在370納米到500納米的波長(zhǎng)帶內(nèi)的光。19.一種根據(jù)權(quán)利要求9到18之一所述的光學(xué)裝置，其中，所述熒光體之一被構(gòu)造成用于發(fā)射包含紅光的光。20.—種投影儀，包括: 根據(jù)權(quán)利要求9到19之一所述的光源裝置； 光調(diào)制裝置，該光調(diào)制裝置被構(gòu)造成通過基于圖像數(shù)據(jù)相繼地調(diào)制由光源裝置發(fā)射的多個(gè)波長(zhǎng)的光來形成圖像;以及 被構(gòu)造來放大和投射所述圖像的投影裝置。
【文檔編號(hào)】G03B21/20GK105842969SQ201610074563
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日
【發(fā)明人】宮田忠明
【申請(qǐng)人】日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社