(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光素子に優れた励起効率を容易に持たせることができる光学システムを提供する。【解決手段】第１の光束１３を発するための固体光源モジュール１０と、固体光源モジュールの一側に設けられる光学モジュール２０と、光学モジュールの一側に設けられた蛍光素子と、蛍光素子の一側に設けられた光中継モジュールであって、蛍光素子が光路において光学モジュールと光中継モジュールの間に設けられる光中継モジュールとを含み、光学モジュールは、第１の光束を均一に蛍光素子に照射するために第１の光束を伝達し均一化することに用いられる。また、光学モジュールは、第１の光束の蛍光素子に照射した光点が所定の形状及び所定の面積を持つようにして、蛍光素子に発光面積で第２の光束３１を放出させることに用いられる。第２の光束の一部は立体角を有し、立体角と発光面積によって定義したエテンデューは投影機の光変調器が受け取れるエテンデューと等しい。【選択図】図２
2014137593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光束を発するための固体光源モジュールと、
前記固体光源モジュールの一側に設けられる光学モジュールと、
前記光学モジュールの一側に設けられ、前記光学モジュールが光路において前記固体光源モジュールと前記蛍光素子との間に設けられる蛍光素子と、
前記蛍光素子の一側に設けられ、前記蛍光素子が前記光路において前記光学モジュールと前記光中継モジュールとの間に設けられる光中継モジュールと、を含み、
前記光学モジュールは、前記第１の光束を均一に前記蛍光素子に照射するために前記第１の光束を伝達し均一化することに用いられ、また、前記光学モジュールは、前記第１の光束が前記蛍光素子に照射した光点に所定の形状及び所定の面積を持たせて、前記蛍光素子が発光面積で第２の光束を放出させることに用いられ、
前記光中継モジュールは、前記第２の光束の一部の光束を受光することに用いられ、前記一部の光束が立体角を有し、前記立体角と前記発光面積によって定義したエテンデューが実質的に前記投影機の光変調器のエテンデューと等しい、
投影機に用いられる光学システム。
【請求項２】
前記立体角と前記発光面積によって定義した前記エテンデューが前記発光面積と前記立体角の乗積であり、前記光変調器が変調面積と有効光立体角を有し、前記光変調器の前記エテンデューが前記変調面積と前記有効光立体角の乗積である、請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
前記光変調器の前記有効光立体角は、前記投影機の投影レンズの絞り値（Ｆ−ｎｕｍｂｅｒ）に対応する、請求項２に記載の光学システム。
【請求項４】
前記光学モジュールは、積分ロッドと、少なくとも１つの中継レンズとを備える、請求項１に記載の光学システム。
【請求項５】
前記積分ロッドの出口の形状は、前記第１の光束が前記蛍光素子に照射した前記光点と同様である、請求項４に記載の光学システム。
【請求項６】
前記光学モジュールは、２つのレンズアレイと、少なくとも１つの中継レンズとを備える、請求項１に記載の光学システム。
【請求項７】
前記２つのレンズアレイはそれぞれ、形状が前記第１の光束が前記蛍光素子に照射した前記光点と同様である、複数のレンズを備える、請求項６に記載の光学システム。
【請求項８】
前記光中継モジュールは、少なくとも１つのレンズを含む、請求項１に記載の光学システム。
【請求項９】
前記固体光源モジュールは、レーザダイオード又は発光ダイオードである、複数の固体光源を備える、請求項１に記載の光学システム。
【請求項１０】
前記光変調器はデジタルマイクロミラー装置（ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ、ＤＭＤ）、シリコン液晶装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ、ＬＣｏＳ）又は液晶装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｅｖｉｃｅ、ＬＣＤ）である、請求項１に記載の光学システム。
【請求項１１】
前記蛍光素子は固定式の蛍光板又は回転式の蛍光ホイールである、請求項１に記載の光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学システムを提供し、特に投影機に用いられる光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投影機は、多くの場合に固体光源モジュールに蛍光素子を組み合わせた光学システムを採用して、異なる色の光を発する。図１はこのような光学システムを示しており、固体光源モジュール１０Ａは複数のレーザダイオード１１Ａを備える。これらのレーザダイオード１１Ａはそれぞれレーザー光１２Ａを発することができる。これらのレーザー光１２Ａはその後レンズ１３Ａを介して蛍光素子２０Ａに集束して、この蛍光素子２０Ａは特定の色（即ち、波長）を有する光線２１Ａを励起させる。しかしながら、このような光学システムは少なくとも以下の２種類の欠点を有する。
【０００３】
まず、これらのレンズ１３Ａを介して集束するレーザー光１２Ａ及び集束したレーザー光１２Ａは蛍光素子２０Ａに入射するが、蛍光素子２０Ａでの光強度が不均一になる可能性がある。それは実際の製造上これらのレーザー光１２Ａが不揃いになり得るためである。言い換えると、蛍光素子２０Ａのある領域は多量のレーザー光１２Ａに照射されるが、他の領域は少量のレーザー光１２Ａに照射される。多量のレーザー光１２Ａに照射された蛍光素子２０Ａの領域では、高い温度によって蛍光素子２０Ａの発光効率（ｅｘｃｉｔｉｎｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が低下する可能性がある。つまり、蛍光素子での蛍光剤の励起効率は温度の向上に伴って熱減衰現象が発生し得るので、最適な励起効率を達成できない。
【０００４】
加えて、これらのレーザー光１２Ａが蛍光素子２０Ａに照射した光点（ｌｉｇｈｔ  ｓｐｏｔ）の形状及び面積が適切に設計されていない。このため常に蛍光素子２０Ａの発光面積が大き過ぎることになりがちである。つまり、蛍光素子２０Ａの発した光のエテンデュー（Etendue）は投影機の光変調器（未図示）が受け取れるエテンデューより大きい。従って一部の励起光線２１Ａは光変調器に利用されないため、光の損失になる。エテンデューは光源面積と発散立体角（ｓｏｌｉｄ  ａｎｇｌｅ）の乗積であり、光学システムの幾何学的特性を示すことと理解される。
【０００５】
上述した２つの欠点を改善するために、各レーザダイオード１１Ａの位置及びレーザー光１２Ａの光束の角度と方向を精密に調整する同時に、更にレーザダイオード１１Ａから蛍光素子２０Ａの間における全ての光学素子を精密に合わせる必要がある。精密に合わせることで、これらのレーザー光１２Ａは均一に蛍光素子２０Ａに照射され、且つこれらのレーザー光１２Ａが蛍光素子２０Ａに照射した光点は適切な形状及び面積を有することとなる。しかし、上述した改善方式は多くのの時間及びコストがかかり、実施する上で制御しにくいので、投影機の製造には不向きである。従って、安価な投影機においては、励起効率が悪く、生産公差が大きく、そして蛍光剤が最適な励起効率を達成できず、励起した光線を効果的に利用できないような蛍光素子が使われている。
【０００６】
これに鑑みて、少なくとも１つの上述した欠点を改善できる光学システムを提供することは、この業界が差し迫って解決しなければならない課題となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、蛍光素子に優れた励起効率を容易に持たせることができる光学システムを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、投影機が蛍光素子の励起した光を効果的に利用できるまた１つの光学システムを提供することをまた１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的の１つを達成するために、本発明で開示した光学システムは投影機に用いられ得る。この光学システムは、第１の光束を発するための固体光源モジュールと、この固体光源モジュールの一側に設けられる光学モジュールと、この光学モジュールの一側に設けられた蛍光素子であって、この光学モジュールが光路においてこの固体光源モジュールとこの蛍光素子の間に設けられる蛍光素子と、この蛍光素子の一側に設けられた光中継モジュールであって、この蛍光素子がこの光路においてこの光学モジュールとこの光中継モジュールの間に設けられる光中継モジュールとを含み、この光学モジュールは、これらの第１の光束を均一にこの蛍光素子に照射するためにこれらの第１の光束を伝達し均一化することに用いられる。また、この光学モジュールは、これらの第１の光束のこの蛍光素子に照射した光点が所定の形状及び所定の面積を持つようにして、この蛍光素子に発光面積で第２の光束を放出させることに用いられる。ここで、光中継モジュールは、これらの第２の光束の一部を受光することに用いられる。これらの第２の光束の一部は立体角を有し、この立体角とこの発光面積によって定義したエテンデューは実質的にこの投影機の光変調器が受け取れるエテンデューと等しい。
【００１０】
上述した目的、技術的特徴及び長所をより分かりやすく説明するために、以下、好ましい実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の光学システムの平面模式図である。
【図２】本発明に係る第１の実施例の光学システムの平面模式図である。
【図３】本発明に係る第１又は第２の実施例の光学システムのまた１つの平面模式図である。
【図４】図２の光学システムの固体光源モジュールの平面模式図である。
【図５】図２の光学システムの蛍光素子の温度と発光効率の関係模式図である。
【図６】図２の光学システムの第１の光束の光点と蛍光素子の模式図である。
【図７】本発明に係る第１の実施例の光変調器及び投影レンズの平面模式図である。
【図８】本発明に係る第２の実施例の光学システムの平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図２及び図３はそれぞれ本発明に係る第１の実施例の光学システムの２つの平面模式図を示す。本発明の第１の実施例では、投影機に用いられ、投影機の一部と見なしてもよい光学システム１が提案されている。この光学システム１は、固体光源モジュール１０と、光学モジュール２０と、蛍光素子３０と、光中継モジュール３５とを含む。なお、後述する投影機の光変調器４０、投影レンズ５０、光均一化素子５３又は光伝達モジュール５５等がこの光学システム１に含まれるように見なしてもよい。
【００１３】
全般的には、固体光源モジュール１０、光学モジュール２０、蛍光素子３０及び光中継モジュール３５は順に設けられている。つまり、光学モジュール２０は固体光源モジュール１０の一側（例えば、後側）に設けられ、蛍光素子３０は光学モジュール２０の一側（例えば、後側）に設けられ、光中継モジュール３５は蛍光素子３０の一側（例えば、後側）に設けられる。このようにして、光学モジュール２０は光路において固体光源モジュール１０と蛍光素子３０との間に設けられ、蛍光素子３０はこの光路において光学モジュール２０と光中継モジュール３５との間に設けられる。
【００１４】
固体光源モジュール１０、光学モジュール２０、蛍光素子３０、光中継モジュール３５及び光変調器４０等の更なる技術特徴は順次に以下のようである。
【００１５】
図４は図２の光学システムの固体光源モジュールの平面模式図である。この固体光源モジュール１０は複数の固体光源１１を有してよく、これらの固体光源１１はレーザダイオード又は発光ダイオードであってよい。本実施例では、例として固体光源１１はレーザダイオードである。固体光源モジュール１０は選択的に複数の視準レンズ１２を含んでよい。これらの視準レンズ１２は、これらの固体光源１１から放出した光線１１１を受光し、且つ光線１１１をより平行にするために、それぞれこれらの固体光源１１の一側に設けられている。なお、これらの固体光源１１は、更に、放出したこれらの光線１１１に優れた平行度を持たせることができるように設けられる。
【００１６】
これらの固体光源１１から発した光線１１１は第１の光束１３に収斂できる。言い換えると、固体光源モジュール１０は全般的にはこれらの固体光源１１により第１の光束１３を生成できる。これらの光線１１１はいずれも優れた視準度を有するので、第１の光束１３は全体としても優れた視準度を有する。
【００１７】
図２において、光学モジュール２０は、この第１の光束１３を伝達し均一化することができ、積分ロッド（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｒｏｄ）２１及び少なくとも１つの中継レンズ（ｒｅｌａｙ  ｌｅｎｓ）２２を備えてよい。ここで中継レンズ２２の数は例として３つである。
【００１８】
第１の光束１３は第１の中継レンズ２２によって集束されて積分ロッド２１に伝達され、積分ロッド２１によって均一化されることができる。つまり、第１の光束１３は積分ロッド２１を通る時に、積分ロッド２１内で反射したり又は全内部反射したりして、積分ロッド２１から出た第１の光束１３に、均一に分布する光強度を持たせる。この積分ロッド２１は中身がつまった又は中空の態様であってよいことは理解されるべきである。
【００１９】
均一化された第１の光束１３は次に第２及び第３の中継レンズ２２によって蛍光素子３０に伝達される。この蛍光素子３０は固定式の蛍光板又は回転式の蛍光ホイールであってよく、且つ透過式蛍光素子又は反射式蛍光素子であってよい。
【００２０】
第１の光束１３は均一に蛍光素子３０に照射されて、蛍光素子３０の励起効率が熱減衰によって受けた影響を最小にする。図５は図２の光学システムの蛍光素子の温度と発光効率の関係模式図である。詳しくは、蛍光素子３０の最大発光効率が特定の温度、例えば４０度程度（この数値は例示に過ぎない）に対応し、蛍光素子３０が第１の光束１３に均一に照射されている場合には、温度がこの特定の温度を超えにくいので、励起効率が熱減衰によって受ける影響を最小にすることができる。
【００２１】
励起効率の減衰は温度だけによるのではなく、レーザー励起パワー強度が高いほど、励起効率が低い。従って蛍光体に入射されるレーザー光が均一になるほど、レーザーパワー強度が低く、蛍光体がより好ましい励起効率を達成するために都合が良い。
【００２２】
図２及び図６において、図６は図２の光学システムの第１の光束の光点と蛍光素子の模式図である。光学モジュール２０は第１の光束１３を均一に蛍光素子３０に照射することに加えて、第１の光束１３が蛍光素子３０に照射した光点１３１に所定の面積（即ち、所定のサイズ）及び所定の形状を持たせることができる。
【００２３】
光点１３１の所定の形状は光変調器４０（図７に示す）の形状と同様である（又は相似する）ように設けられている。従って、光変調器４０の形状が矩形である場合に、光点１３１の所定の形状はこの矩形と同様であり又は相似する。
【００２４】
光点１３１の所定の形状は積分ロッド２１の出口（ｏｕｔｐｕｔ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）２１１の形状に関連する。特に、第１の光束１３は、積分ロッド２１を通した後、均一化されることに加えて、その主光軸に沿った断面の形状が積分ロッド２１の出口２１１の形状と同様であり又は相似するように積分ロッド２１によって整形（ｓｈａｐｅｄ）される。
【００２５】
その後、蛍光素子３０が第１の光束１３の主光軸に垂直である時に、整形後の光点１３１の所定の形状は積分ロッド２１の出口２１１の形状と等しく、蛍光素子３０が第１の光束１３の主光軸に対して傾斜している時には、整形後の光点１３１の所定の形状は積分ロッド２１の出口２１１の形状と等しくはない。この場合は積分ロッド２１の出口２１１が第１の光束１３の主光軸に沿って蛍光素子３０に投影する形状と等しい。
【００２６】
例えば、光点１３１の所定の形状が矩形（縦横比４：３）になる必要がある場合に、蛍光素子３０が第１の光束１３の主光軸に垂直である時には、積分ロッド２１の出口２１１を同様の矩形に設けてよいが、蛍光素子３０が第１の光束１３の主光軸に傾斜している時には、積分ロッド２１の出口２１１は別の矩形（縦横比が４：３ではない）として設ける。
【００２７】
光点１３１の所定の面積は、「積分ロッド２１の出口２１１の面積」及び「ロッドから蛍光素子までの中継光学素子（ここでこの中継光学素子がレンズ２２）の拡大率（ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」に関連する。特に、蛍光素子３０が第１の光束１３の主光軸に垂直である時には、光点１３１の面積は「出口２１１の面積と中継レンズ２２の拡大率の乗積」であり、従って出口２１１の面積及び／又は中継レンズ２２の拡大率を調整することで、光点１３１の所定の面積が得られる。
【００２８】
蛍光素子３０が第１の光束１３の主光軸に傾斜している時に、光点１３１の所定の面積について、所望の光点１３１の面積を得るようにするためには、「出口２１１の面積と中継レンズ２２の拡大率の乗積」だけでなく、「蛍光素子３０の第１の光束１３の主光軸に対する夾角」をも考慮する必要がある。
【００２９】
第１の光束１３が蛍光素子３０に照射した光点１３１が所定の面積及び所定の形状を有すると、蛍光素子３０は発光面積Ａ２で第２の光束３１を放出することができる。
【００３０】
図３において、光中継モジュール３５は少なくとも１つのレンズ３５１を含んでよく、本実施例では２つのレンズ３５１が例として示されている。光中継モジュール３５は第２の光束３１の一部の光束３１１を受光してよい。言い換えると、第２の光束３１はすべて光中継モジュール３５に受光されるわけではなく、光中継モジュール３５の受光範囲を超えた光線は光中継モジュール３５には入らない。第２の光束３１の一部の光束３１１は立体角θ１を有し、この立体角θ１は光中継モジュール３５の受光能力に対応する。つまり、光中継モジュール３５がより多い一部の光束３１１を受光できる時には、一部の光束３１１の立体角θ１はより大きい。
【００３１】
「一部の光束３１１の立体角θ１」と「蛍光素子３０の発光面積Ａ２」の乗積によってエテンデューＥｐを定義できる。つまり、Ｅｐ＝Ａ２θ１。立体角θ１と発光面積Ａ２によって定義したエテンデューＥｐは、実質的に投影機の光変調器４０の利用可能なエテンデューＥｍと等しい。このように、一部の光束３１１は後に光均一化素子５３（例えば、積分ロッド又は光導管等）及び光伝達モジュール５５等を介して光変調器４０に伝達された時に、光変調器４０に充分に利用されて、一部の光束３１１の光損失を低減させることができる。
【００３２】
図７は本発明の第１の実施例の光変調器及び投影レンズの平面模式図である。光変調器４０はデジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）、シリコン液晶装置（ＬＣｏＳ）又は液晶装置（ＬＣＤ）であってよい。光変調器４０は変調面積（ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  ａｒｅａ）Ａ１及び開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ、  ＮＡ）を有する。この開口数ＮＡは光変調器４０の有効光（即ち、受光可能な光）立体角θ２に関連し、更に投影機の投影レンズ５０の絞り値（Ｆ−ｎｕｍｂｅｒ）に関連する。その関係式がθ２＝π（１／Ｆ−ｎｕｍｂｅｒ）２である。従って、投影レンズ５０が大きく、絞り値が小さい時に、光変調器４０の有効光立体角θ２が増加する。光変調器４０のエテンデューＥｍは変調面積Ａ１と有効光立体角θ２の関数である。例を挙げると、エテンデューＥｍが変調面積Ａ１と有効光立体角θ２の乗積、つまり、Ｅｍ＝Ａ１θ２であってよい。
【００３３】
図３及び図６を参照する。光変調器４０のエテンデューＥｍは知られているので、「一部の光束３１１の立体角θ１」と「蛍光素子３０の発光面積Ａ２」によって定義されるエテンデューＥｐが決定され、立体角θ１と発光面積Ａ２の必要な数値を決定することができる。使用者はまず立体角θ１と発光面積Ａ２の一方の必要な数値を選定してから、他方の必要な数値を推算することができる。手短に言えば、光変調器４０のエテンデューＥｍを知ると、蛍光素子３０の必要な発光面積Ａ２を決定できる。
【００３４】
蛍光素子３０の発光面積Ａ２が第１の光束１３の光点１３１の所定の面積に関連するので、必要な発光面積Ａ２を知ると、光点１３１の所定の面積を決定でき、更に積分ロッド２１の出口２１１の面積及び／又は中継レンズ２２の拡大率を決定することができる。
【００３５】
一般に、光点１３１の所定の面積は蛍光素子３０の必要な発光面積Ａ２と等しくてよい。例を挙げると、蛍光素子３０の必要な発光面積Ａ２が２０平方ミリメートルである場合に、光点１３１の所定の面積も２０平方ミリメートルであってよい。蛍光素子３０それ自身の厚さのため、通常発光面積Ａ２は照射面積（即ち、光点１３１の所定の面積）よりやや大きいので、発光面積Ａ２と光点１３１の所定の面積が等しい時には、発光面積Ａ２が必要な値を超えることになる。従って光点１３１の所定の面積をすこし縮小する必要があることを考えれば、好ましくは、光点１３１の所定の面積は蛍光素子３０の必要な発光面積Ａ２よりやや小さくてよい。
【００３６】
以上の説明のとおり、光点１３１の所定の面積は、光変調器４０のエテンデューＥｍ及び蛍光素子３０の発光面積Ａ２によって定義され、且つ光学モジュール２０のパラメーター（例えば、積分ロッド２１の出口２１１の面積及び／又は中継レンズ２２の拡大率）を調整することにより実現される。
【００３７】
図８は本発明に係る第２の実施例の光学システムの平面模式図である。本発明の第２の実施例では、別の光学システム２が提案されている。この光学システム２は、他の態様の光学モジュール６０を含む点で光学システム１とは異なる。
【００３８】
詳しく述べると、光学モジュール６０は、２つのレンズアレイ（ｌｅｎｓ  ａｒｒａｙ  ｏｒ  ｆｌｙ  ｅｙｅ  ａｒｒａｙ）６１と、少なくとも１つの中継レンズ６２とを備える。この２つのレンズアレイ６１は中継レンズ６２の一側（例えば、前側）に設けられてよい。この２つのレンズアレイ６１はそれぞれ複数のレンズ６１１を備える。この例では、中継レンズ６２の数は１つである。
【００３９】
固体光源モジュール１０の発した第１の光束１３は、直接に２つのレンズアレイ６１と中継レンズ６２に伝達されてよい。その後光３１は蛍光素子３０に、均一化され整形された光点１３１として集束でき、その光点１３１の形状はレンズ６１１と同様であり、光点サイズは２つのレンズアレイ６１と中継レンズ６２から構成された光学ユニットの拡大率によって決定される。その結果、蛍光素子３０により発光面積Ａ２で第２の光束３１が放出される。
【００４０】
図３は光中継モジュール３５に受光される第２の光束３１の一部の光束３１１を示す。第２の光束３１の一部の光束３１１の立体角θ１と発光面積Ａ２によって定義したエテンデューＥｐは実質的に光変調器４０のエテンデューＥｍと等しい。このように、光学システム２は、光学システム１のように、光中継モジュール３５の受光した一部の光束３１１を光変調器４０に充分に利用させることもできる。
【００４１】
第１の実施例と類似して、光点１３１の所定の形状はレンズアレイ６１のレンズ６１１の形状に関連し、つまり、光点１３１の所定の形状はレンズ６１１の形状又は「レンズ６１１が第１の光束１３の主光軸に沿って蛍光素子３０に投影する」形状と等しくてよい。光点１３１の所定の面積は光変調器（未図示）及び蛍光素子３０のエテンデューによって定義され、且つ光学モジュール６０のパラメーター（例えば、レンズ６１１の面積及び／又は中継レンズ６２の拡大率）を調整することにより実現され得る。
【００４２】
固体光源モジュール１０の発した第１の光束１３が完全に平行でなく、いくつかの拡散角があること、第１の光束１３の拡散角の許容値は２つのレンズアレイ６１のパラメーターに関連することは理解される必要がある。
【００４３】
詳しく述べると、２つのレンズアレイ６１のレンズ６１１はそれぞれ第１の方向及び第２の方向にサイズ（ａ）及びサイズ（ｂ）を有する。２つのレンズアレイ６１の間に、第３の方向にピッチ（ｄ）がある。この第１の方向、第２の方向及び第３の方向がお互いに直交しており、且つ第３の方向が第１の光束１３の主光軸に平行である。第１の光束１３の第１の方向での拡散角がｓｉｎ−１（ａ／ｄ）を超えず、第２の方向での拡散角がｓｉｎ−１（ｂ／ｄ）を超えないようにすべきである。なお、２つのレンズアレイ６１の各レンズ６１１の焦点距離が約２つのレンズアレイ６１の間のピッチ（ｄ）と等しいことが理解されるべきである。
【００４４】
以上の説明したように、本発明の開示した光学システムは、光学モジュールのみにより、第１の光束を均一にこの蛍光素子に照射し、且つその光点に所定の形状及び面積を持たせることができる。従来のように、精密に固体光源の相対的位置を調整する等の時間やコストがかかる方法を採用する必要がない。従って、本発明の開示した光学システムは容易に蛍光素子に優れた励起効率を持たせることができる。投影機は蛍光素子の励起した光線を好適に利用できる。
【００４５】
上述した実施例は、本発明の実施態様を例示し、本発明の技術特徴を説明することだけに用いられ、本発明の保護範囲を限定するためのものではない。いわゆる当業者であれば容易にできる変更又は均等的な配置はすべて本発明の技術的範囲に含まれ。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に基づき定められるべきである。
【符号の説明】
【００４６】
１      光学システム
２      光学システム
１０    固体光源モジュール
１０Ａ  固体光源モジュール
１１    固体光源  
１１Ａ  レーザダイオード
１１１  光線
１２    視準レンズ
１２Ａ  レーザー光
１３    第１の光束
１３Ａ  レンズ
１３１  光点
２０    光学モジュール
２０Ａ  蛍光素子
２１    積分ロッド
２１Ａ  光線
２１１  出口
２２    中継レンズ
３０    蛍光素子
３１    第２の光束
３１１  一部の光束
３５    光中継モジュール
３５１  レンズ
４０    光変調器
４１    変調面積
５０    投影レンズ
５３    光均一化素子
５５    光伝達モジュール
６０    光学モジュール
６１    投影アレイ
６１１  レンズ
６２    中継レンズ
θ１    立体角
θ２    有効光立体角
Ａ２    発光面積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014137593.tif 000009
【図８】
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