(57)【要約】  光源が、異なる入射方向の第１発光源（３１０）と第２発光源（３４０）からの入射光を案内して、入射光の２つの光路を組み合わせて第１光路から放出される１つの放出光路とする光結合器を具える。光結合器は、第２発光源（３４０）からの光を案内して第１光路へと収束するとともに、第１発光源（３１０）からの光の一部を第１光路に入るのを妨げる案内部（３３０）を具え、妨げられた光の部分の光束は第１光路に入る第１発光源（３１０）からの光の光束より少ない。この光源は、効果的に費用を低減し、良好な熱拡散効率が得られ、特に投影装置に適している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発光源および第２発光源を有する光源と、前記第１発光源と第２発光源からの光を組み合わせて第１光路に沿った出力光とする光結合器とを具え、
前記光結合器は前記第２発光源からの光を前記第１光路に案内する光案内部を具え、当該光案内部はさらに前記第１発光源からの光の一部が前記第１光路に入るのを妨げ、当該妨げられた光の部分の光束は前記光結合器を通って前記第１光路に入る前記第１光源からの光の光束よりも少ないことを特徴とする光源。
【請求項２】
請求項１の光源において、前記第１発光源からの光の妨げられた部分の光束は、前記光結合器を通って前記第１光路に入る前記第１光源からの光の光束の１／５未満であることを特徴とする光源。
【請求項３】
請求項１または２の光源において、前記第１発光源のエタンデュは、前記第２発光源のエタンデュより大きいことを特徴とする光源。
【請求項４】
請求項３の光源において、前記第１発光源は発光ダイオードを含み、前記第２発光源は半導体レーザを含むことを特徴とする光源。
【請求項５】
請求項１または２の光源において、前記光結合器は、光透過器と、当該光透過器に取り付けられた１以上の光反射器とを具え、前記第１発光源からの光は前記光透過器に第１の側から入射して前記光反射器以外の部分を通って前記第１光路に入り、前記光案内部が光反射器を具え、前記第１発光源からの光の一部が前記光反射器に反射されて前記第１光路に入るのが遮られ、前記第２発光源から光が前記光透過器の第２の側から前記光反射器に入射して当該光反射器によって前記第１光路へと反射されることを特徴とする光源。
【請求項６】
請求項５の光源において、前記光透過器が光透過板を含むとともに、前記光透過器に取り付けられた光反射器が光反射板、反射プレート、反射ミラーまたはプリズムを含み、あるいは、
前記光透過器は傾斜面が互いに接着された２つのプリズムを含むとともに、前記光透過器に取り付けられた光反射器はこれら２つのプリズムの傾斜面の非接着部分であることを特徴とする光源。
【請求項７】
請求項１または２の光源において、前記光結合器は、光反射器と、当該光反射器上に構成された１以上の光透過器を具え、前記第１の発光源からの光は前記光反射器に第１の側から入射して前記光透過器とは別の部分により反射されて前記第１光路に入り、前記光案内部が前記光透過器を具え、前記第１発光源からの光の一部が前記光透過器を通ることにより前記第１光路に入るのが妨げられ、前記第２発光源からの光が前記光反射器の第２の側から前記光透過器に入射して前記第１光路に入ることを特徴とする光源。
【請求項８】
請求項７の光源において、前記光反射器は、光反射板、反射プレート、または反射鏡を含むとともに、前記光透過器は前記光反射器の貫通穴または光透過穴を含み、あるいは、
前記光反射器は第１プリズムを含むとともに、前記光透過器は第２プリズムを含み、その傾斜面が前記第１プリズムの傾斜面の一部に接着されており、前記第２のプリズムは前記第１のプリズムより小さいことを特徴とする光源。
【請求項９】
請求項１または２の光源において、前記光結合器は湾曲した反射カップと、当該反射カップに形成された１以上の貫通穴または光透過穴とを具え、前記第１の発光源からの光は前記反射カップに第１の側から入って前記貫通穴または光透過穴とは別の部分により反射されて前記第１光路に入り、前記光案内部が前記貫通穴または光透過穴を有し、前記第１発光源からの光の一部が前記貫通穴または透過穴を通ることにより前記第１光路に入るのが妨げられ、前記第２発光源からの光は前記貫通穴または透過穴に前記反射カップの第２の側から入射して前記第１光路に入ることを特徴とする光源。
【請求項１０】
請求項９の光源において、前記第２発光源からの光は、貫通穴または光透過穴を通った後に、前記第１発光源の発光面に入射し、これによって拡散されて第１光路に入ることを特徴とする光源。
【請求項１１】
請求項１０の光源において、さらに集光部を具え、前記反射カップは半楕円形であるとともに、第１発光源の発光面と前記集光部の入口はそれぞれ前記反射カップの異なる焦点に配置され、あるいは、前記反射カップが半球形であるとともに、前記第１発光源の発光面と前記集光部の入口がそれぞれ当該反射カップの球面中心に近い２つの対称点に配置されることを特徴とする光源。
【請求項１２】
請求項９の光源において、さらに集光部を具え、前記第２発光源の光が前記貫通穴または光透過穴を通った後に前記集光部の入口に入射し、前記反射カップは半楕円形であるとともに、前記第１発光源の発光面と前記集光部の入口はそれぞれ前記反射カップの異なる焦点に配置され、あるいは、前記反射カップが半球形であるとともに、第１発光源の発光面と前記集光部の入口はそれぞれ前記反射カップの球面中心に近い２つの対称点に配置されることを特徴とする光源。
【請求項１３】
請求項１または２の光源において、前記光結合器が、内部が空洞で反射側面を有しこれらの側面に１以上の貫通穴または光透過穴が形成された光案内器を具え、前記第１光源からの光が前記光案内器にその第１の端部から入って前記側面における前記貫通穴または光透過穴以外の部分に反射されて第２の端部に向かい前記第１光路に入り、ここで前記光案内部は前記貫通穴または光透過穴であり、前記第１発光源からの光の一部は前記貫通穴または透過穴を通ることにより第１光路に入るのが妨げられ、前記第２発光源からの光は前記貫通穴または透過穴を通って前記光案内器の前記側面に入射し、これらの側面に反射されて前記光案内器の第２の端部の方に伝搬して前記第１光路に入ることを特徴とする光源。
【請求項１４】
請求項１または２の光源において、前記光結合器が、反射側面およびこれらの側面に形成された１以上のくさび形反射部を有する光案内器を具え、前記第１発光源から光が前記光案内器にその第１の端部から入射して前記側面における前記くさび形反射部以外の部分によって第２の端部へと反射されて前記第１光路へと入り、ここで前記光案内部は前記くさび形反射部であり、前記第１発光源からの光の一部は前記くさび形反射部により反射されて前記第１光路へと入るのが遮られ、前記第２発光源からの光は前記くさび形反射部に入射してこれに反射されて前記光案内器内に入り、前記光案内器の第２の端部へと伝搬して前記第１光路へと入ることを特徴とする光源。
【請求項１５】
請求項１４の光源において、前記光案内器の内部が空洞であるとともに前記くさび形反射部が中実のくさび形反射部であり、あるいは、
前記光案内器が中実であるとともに前記くさび形反射部がくさび形の反射溝であることを特徴とする光源。
【請求項１６】
請求項１５の光源において、前記光案内器は光混合ロッドであることを特徴とする光源。
【請求項１７】
請求項１または２の光源において、前記第１発光源および前記第２発光源からの光の色が同色であることを特徴とする光源。
【請求項１８】
光源であって、第１発光源と、第２発光源を具え、これらからの光が組み合わされ第１光路に沿った出力光となり、前記第１発光源は、アレイとして配列された複数の照明装置を有する発光モジュールを具え、当該発光モジュールは１以上の貫通穴を有し、前記第２発光源からの光は前記発光モジュールの発光面の反対側から前記貫通穴へと入射して前記第１光路へと入り、ここで前記貫通穴の面積は前記発光モジュールの発光面の面積より小さいことを特徴とする光源。
【請求項１９】
請求項１８の光源において、前記貫通穴の面積は、前記発光モジュールの発光面の面積の１／５未満であることを特徴とする光源。
【請求項２０】
請求項１８または１９の光源において、前記第１発光源は発光ダイオードを含み、前記第２発光源は半導体レーザまたは半導体レーザアレイを含むことを特徴とする光源。
【請求項２１】
請求項１８または１９の光源において、前記第１発光源と前記第２発光源からの光は同色であることを特徴とする光源。
【請求項２２】
光源であって、第１発光源と第２発光源とを具え、前記第１発光源の発光面が粗面構造を有し、前記第２発光源からの光が当該粗面構造に入射してこれにより拡散されて、前記光源の出力光の第１光路を形成する前記第１発光源の光路へと入り、前記第１発光源からの光の一部は前記第２発光源の入射光路により妨げられて前記第１光路に入らず、この妨げられた部分の光束は、前記第１光路に入る前記第１発光源からの光の光束より少ないことを特徴とする光源。
【請求項２３】
請求項２２の光源において、前記第２光源のエタンデュは、第１光源のエタンデュの１／５未満であることを特徴とする光源。
【請求項２４】
請求項２２または２３の光源において、前記第１発光源は発光ダイオードを含み、前記第２発光源は半導体レーザを含むことを特徴とする光源。
【請求項２５】
請求項２２または２３の光源において、さらに、前記第２発光源の入射光路内に前記第２発光源の光を前記第１発光源の粗面構造へと反射するための反射器を具え、前記第１発光源からの光の一部が当該反射器に反射されることにより前記第１光路へと入るのが妨げられ、この反射された光の部分の光束は、前記第１発光器から前記第１光路に入る光の光束の１／５未満であることを特徴とする光源。
【請求項２６】
請求項２２または２３の光源において、さらに集光部を有し、前記第１発光源の発光面は前記集光部の入口に配置されることを特徴とする光源。
【請求項２７】
請求項２２または２３の光源において、前記第１発光源と前記第２発光源からの光は同色であることを特徴とする光源。
【請求項２８】
異なる入射角の第１入射光と第２入射光を案内して第１光路に沿った出力光へと組み合わせる光結合器であって、
当該光結合器が、前記第２入射光を前記第１光路に入るように案内するとともに前記第１入射光の一部が前記第１光路に入るのを妨げる光案内部を有し、妨げられた光の部分の光束は前記第１光路に入る第１入射光からの光の光束より少ないことを特徴とする光結合器。
【請求項２９】
請求項２８の光結合器において、前記妨げられた光の部分の光束は、第１光路に入る第１入射光からの光の１／５未満であることを特徴とする光結合器。
【請求項３０】
請求項２８または２９の光結合器において、前記光案内部として用いられる光透過器および当該光透過器に取り付けられた１以上の光反射器とを有し、前記第１入射光は前記光透過器に入射してその光反射器以外の部分を通過して前記第１光路に入り、前記第２入射光は前記光透過器の第２の側から前記光反射器に入射して当該光反射器に反射されて前記第１光路に入ることを特徴とする光結合器。
【請求項３１】
請求項３０の光結合器において、前記光透過器が光透過板を含むとともに、前記光透過器に取り付けられた光反射器が光反射板、反射プレート、反射ミラー、またはプリズムを含み、あるいは、
前記光透過器が傾斜面が互いに接着された２つのプリズムを含むとともに、前記光透過器に取り付けられた光反射器は前記２つのプリズムの傾斜面の非接着部分であることを特徴とする光結合器。
【請求項３２】
請求項２８または２９の光結合器において、前記光案内部として用いられる、光反射器と当該光反射器上に形成された１以上の光透過器とを具え、第１入射光が前記光反射器に入射してその光透過器以外の部分に反射されて前記第１光路に入り、前記第２入射光は前記光透過器に前記光反射器の第２の側から入射して前記第１光路に入ることを特徴とする光結合器。
【請求項３３】
請求項３２の光結合器において、前記光反射器が光反射板、反射プレート、または反射ミラーを含むとともに、前記光透過器が前記光反射器の貫通穴または光透過穴を含み、あるいは、
前記光反射器が第１プリズムを含むとともに、前記光透過器が前記第１プリズムの傾斜面の一部に接着された傾斜面を有する第２プリズムを含み、前記第２プリズムは前記第１プリズムより小さいことを特徴とする光結合器。
【請求項３４】
請求項２８または２９の光結合器において、前記光案内部として用いられる、湾曲した反射カップと当該反射カップ上に形成された１以上の貫通穴または光透過穴とを具え、第１入射光は前記反射カップに第１の側から入射してその貫通穴または光透過穴以外の部分に反射されて前記第１光路に入り、前記第２入射光は前記反射カップの第２の側から前記貫通穴または透過穴に入射して前記第１光路に入ることを特徴とする光結合器。
【請求項３５】
請求項３４の光結合器において、前記反射カップが半楕円系または半球形であることを特徴とする光結合器。
【請求項３６】
請求項２８または２９の光結合器において、内部が空洞で、反射側面と、これらの側面に形成された貫通穴または光透過穴とを有する光案内器を具え、第１入射光は前記光案内器に第１の端部から入射して前記側面の貫通穴または光透過穴以外の部分により第２の端部へと反射されて第１光路に入り、前記第２入射光波前記光案内器に前記貫通穴または透過穴を通って入射して前記側面により反射され、前記光案内器の第２の端部へと伝搬して前記第１光路へ入ることを特徴とする光結合器。
【請求項３７】
請求項２８または２９の光結合器において、光案内部として用いられる、反射側面とこれらの側面上に形成された１以上のくさび形反射部とを有する光案内器を具え、前記第１入射光が前記光案内器に第１の端部から入射し前記側面の前記くさび形反射部以外の部分により第２の端部へと反射されて前記第１光路に入り、前記第２入射光は前記くさび形反射部に入射してこれに反射されて前記光案内器内に入り、前記光案内器の第２の端部へと伝搬して前記第１光路に入ることを特徴とする光結合器。
【請求項３８】
請求項３７の光結合器において、前記光案内器は内部が中空であるとともに、前記くさび形反射部は中実のくさび形反射部であり、あるいは、
前記光案内器が中実であるとともに、前記くさび形反射部はくさび形反射溝であることを特徴とする光結合器。
【請求項３９】
請求項３８の光結合器において、前記光案内器は光混合ロッドであることを特徴とする光結合器。
【請求項４０】
請求項１乃至２７のいずれかの光源を含むことを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源技術に関し、特に、複数の発光源からの光ビームを組み合わせる構造および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源技術の発展により、光源に用いられる単一の発光源では要求を果たせなくなった。特に固体光源の発展により、発光ダイオード（ＬＥＤ，Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザ（ＬＤ、Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）は、ますます照明やディスプレイ産業で用いられ、複数の光源がアレイとして構成されたものが、ＬＥＤアレイまたはＬＤアレイとして高出力光源に用いられる。これらの発光源は組み合わさって光源の高出力光を構成する。しかしながら、プロジェクションディスプレイなどいくつかの応用例では高輝度の光源が必要となる。ＬＥＤアレイのみが用いられる場合、費用は低くなるが輝度は主流のプロジェクションディスプレイの要求を満たさない。ＬＤアレイのみを用いる場合、輝度は高くなるが費用がかかりすぎる。したがって、光源に発光ダイオードと半導体レーザを一緒に利用できれば、要求を満たす輝度が得られるとともに、半導体レーザのみを用いる場合に比べて費用も競争力があり、この光源は実践応用に良好な潜在性を有している。
【０００３】
空間内での光の範囲と角度分布を説明するのにエタンデュ（Ｅｔｅｎｄｕｅ）が用いられる。光源の平均輝度は、光源の光束を光源のエンタデュで割ったものに等しい。２つの発光源の光束が同じであり、２つのエタンデュも等しい場合（例えば２つの同じＬＥＤ光源のように）、これら２つの発光源から光が幾何学方式（geometric manner）で合成されると、合計の光束は単一の発光源の光束の２倍となり、合成光のエタンデュも単一の発光源のエタンデュの２倍の大きさとなり、結果として合成光と単一の発光源の輝度の差はなくなる。
【０００４】
例えば発光ダイオードとレーザダイオードのように、２つの発光源の輝度が異なる場合、上記のエタンデュに基づく方法はまた、これら２つの発光源が組み合わさった場合の分析にも用いることができる。発光ダイオードの光束がΦ、エタンデュが０．０１Ｅとすると、平均輝度は１００Φ／Ｅとなる。このため、上述した発光ダイオードとレーザダイオードを組み合わせると、合計の光束は２Φでエタンデュが１．０１Ｅとなり、平均輝度は１．９８Φ／Ｅとなる。合成光の輝度は、発光ダイオードとレーザダイオードの光を組み合わせることにより増大する。複数の照明装置を同じ方向、同じ空間に配置することにより光の組み合わせを得ることができる。例えば中国特許出願番号２００８１００６５４５３．７にうは混合パッケージされた光源が開示され、これは複数のＬＥＤと複数のＬＤを用いて混合アレイを構成し、プロジェクションディスプレイ用の高輝度光源を提供する。
【０００５】
２つの発光源の波長が異なる場合、他の方法、例えば波長ベース結合方法（wavelength-based coupling method）を利用可能であり、これは二色フィルタで異なる方向からの発光源の光を組み合わせるものである。図１に示すように、この光結合方法を用いた光源では、発光源が２つの異なる波長の光を有し、これらがそれぞれ二色フィルタで反射および伝送される。このため、図示するように、ピーク波長が４２０ナノメートルのＬＥＤと複数アレイ２と、ピーク波長が４６５ナノメートルのＬＥＤアレイ１とが二色フィルタの両側に配置されて、光が組み合わされる。既存技術においてこの方法は通常、混合白色光または有色光を生成するのに用いられる。ピーク波長が４２０ナノメートルのＬＥＤアレイの光束をΦ、エタンデュをＥとすると、平均輝度はΦ／Ｅであり、またピーク波長が４６５ナノメートルのＬＥＤアレイの光束をΦ、エタンデュをＥとすると、平均輝度はΦ／Ｅである。２種類の発光ダイオードを組み合わせると、合計の光束は２Φ、合計のエタンデュはＥであり、したがって平均輝度は２Φ／Ｅとなる。スペクトルが重ならない２つの光を二色フィルタで組み合わせることができ、合成光のエタンデュは一方の光のエタンデュと同じであり、平均輝度は一方の光の平均輝度の２倍となる。
【０００６】
上述した第１の方法は、同色の光の混合に利用可能で、また異なる色の混合にも利用可能であるが、この方法の有意な不利益は発光ダイオードとレーザダイオードの平行なパッケージが必要であり、高輝度を保証するために発光源の高密度アレイが必要であることである。高温下ではレーザダイオードの寿命と信頼性が顕著に劣化するため、通常はレーザダイオードのヒートシンク温度を制御するために半導体クーラーを必要とする。レーザダイオードと発光ダイオードが隣り合わせに納められた場合、レーザダイオードの温度が上昇し、当該レーザダイオードの寿命と信頼性を保証すべく半導体クーラーが光源全体について必要となり、これにより費用と消費電力が顕著に増大してしまう。したがって、この光結合方法は経済的ではなく電力効率が悪い。第２の方法は第１の方法の不利益を克服するが、異なる光の組み合わせにのみ利用可能であり、また二色フィルタは費用を増大させる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明が解消すべき主な技術的課題は、従来技術の不利益を克服することと、異なる光源からの同色または異色の光を新規な光結合方法を用いて高輝度の合成光を構成する光源およびその光結合器を提供することである。
【０００８】
本発明の技術スキームは、第１発光源および第２発光源を有する光源と、前記第１発光源と第２発光源からの光を組み合わせて第１光路に沿った出力光とする光結合器とを具え、特に、前記光結合器は前記第２発光源からの光を前記第１光路に案内する光案内部を具え、当該光案内部は前記第１発光源からの光の一部が前記第１光路に入るのをブロックし、当該ブロックされた光の部分の光束は前記光結合器を通って前記第１光路に入る第１光源からの光の光束よりも少ない。
【０００９】
特に、上記技術スキームでは、前記第１発光源からの光のブロックされた部分の光束は、前記光結合器を通って前記第１光路に入る第１光源からの光の光束の１／５未満である。
【００１０】
前記第１発光源のエタンデュは、前記第２発光源のエタンデュより大きい。特に、前記第１発光源は発光ダイオードを有し、前記第２発光源は半導体レーザを有する。
【００１１】
前記光結合器は、光透過器と、当該光透過器に取り付けられた１以上の光反射器とを具え、第１発光源からの光は前記光透過器に第１の側から入射して光反射器とは別の部分を通って前記第１光路に入り、前記光案内部が前記光反射器を具え、前記第１発光源からの光の一部が前記光反射器に反射されて前記第１光路に入るのが遮られ、前記第２発光源から光が前記光透過器の第２の側から前記光反射器に入射して当該光反射器によって前記第１光路へと反射される。前記光透過器は光透過板を有し、当該光透過器に取り付けられた光反射器は光反射板、反射プレート、反射ミラーまたはプリズムを有し、あるいは前記光透過器が傾斜面が互いに接着された２つのプリズムを有し、前記光透過器に取り付けられた光反射器はこれら２つのプリズムの傾斜面の非接着部分である。
【００１２】
あるいは、前記光結合器は、光反射器と、当該光反射器上に形成された１以上の光透過器を具え、第２の発光源からの光は前記光反射器に第１の側から入射して前記光透過器とは別の部分により反射されて前記第１光路に入り、前記光案内部が前記光透過器を具え、前記第１発光源からの光の一部が前記光透過器を通って前記第１光路に入るのが妨げられ、前記第２発光源からの光が前記光反射器の第２の側から前記光透過器に入射して前記第１光路に入る。前記光反射器は、光反射板、反射プレート、または反射鏡を具え、前記光透過器は前記光反射器に貫通穴または光透過穴を具え、あるいは前記光反射器は第１プリズムを具え、前記光透過器は第２プリズムを具え、その傾斜面が前記第１プリズムの傾斜面の一部に接着されている。
【００１３】
あるいは、光結合器は湾曲した反射カップと、当該反射カップに形成された１以上の貫通穴または光透過穴とを具え、前記第１の発光源からの光は前記反射カップに第１の側から入り、前記貫通穴または光透過穴とは別の部分により反射されて前記第１光路に入り、前記光案内部が前記貫通穴または光透過穴を有し、前記第１発光源からの光の一部が前記貫通穴または透過穴を通って前記第１光路に入るのが遮られ、前記第２発光源からの光が前記貫通穴または透過穴に前記反射カップの第２の側から入射して前記第１光路に入る。貫通穴または光透過穴を通った後、第２発光源からの光は第１発光源の発光面に入射し、これによって拡散して第１光路に入る。光源が集光部も有する場合、反射カップは半楕円形であり、第１発光源の発光面と集光部の入口はそれぞれ反射カップの異なる焦点に配置され、あるいは反射カップが半球形であり、前記第１発光源の発光面と集光部の入口がそれぞれ反射カップの球面中心に近い２つの対称点に配置される。あるいは、光源が集光部も有する場合、第２発光源の光が貫通穴または光透過穴を通った後に集光部の入口に入射し、ここで反射カップは半楕円形であり、第１発光源の発光面と前記集光部の入口はそれぞれ前記反射カップの異なる焦点に配置され、あるいは前記反射カップが半球形であり、第１発光源の発光面と前記集光部の入口はそれぞれ前記反射カップの球面中心に近い２つの対称点に配置される。
【００１４】
あるいは、光結合器が、内部が空洞で反射側面を有し当該側面に１以上の貫通穴または光透過穴が形成された光案内器を具え、第１光源からの光が前記光案内器にその第１の端部から入って前記側面における前記貫通穴または光透過穴以外の部分に反射されて第２の端部に向かい前記第１光路に入り、前記光案内部は前記貫通穴または光透過穴であり、第１発光源からの光の一部は前記貫通穴または透過穴を通ることにより第１光路に入るのが遮られ、前記第２発光源からの光は前記貫通穴または透過穴を通って前記光案内器の前記側面に入射し、当該側面に反射して前記光案内器の第２の端部の方に伝搬して前記第１光路に入る。
【００１５】
あるいは、光結合器が、反射側面と、当該側面に形成された１以上のくさび形の反射部とを具え、第１発光源から光が前記光案内器にその第1反歩から入射して前記側面における前記くさび形の反射部によって取られていない部分により第２の端部へと反射されて前記第１光路へと入り、前記光案内部は前記くさび形の反射部であり、前記第１発光源からの光の一部は前記くさび形の反射部により反射されて前記第１光路へと入るのが遮られ、前記第２発光源からの光は前記くさび形の反射部に入射してこれに反射されて前記光案内器の内側に入り、前記光案内器の第２の端部へと伝搬して前記第１光路へと入る。前記光案内器の内部は空洞で、前記くさび形の反射部が中実のくさび形反射部であり、あるいは光案内器が中実で、くさび形反射部がくさび形の反射溝である。
【００１６】
上記の技術スキームでは、光案内器は光混合ロッドである。
【００１７】
本発明の技術スキームはまた、第１発光源と第２発光源を有する光源を提供し、これらからの光が組み合わされ第１光路に沿った出力光となり、前記第１発光源は、アレイとして配置された複数の発光器で構成された発光モジュールを備え、当該発光モジュールは１以上の貫通穴を有し、前記第２発光源からの光は前記発光モジュールの発光面の反対側から前記貫通穴へと入射して前記第１光路へと入り、ここで前記貫通穴の面積は前記発光モジュールの発光面より小さい。特に、前記貫通穴の面積は、前記発光モジュールの発光面の面積の１／５未満である。第１発光源の発光器は発光ダイオードを含み、第２発光源は半導体レーザまたは半導体レーザアレイを含む。
【００１８】
本発明の技術スキームはまた光源を提供するものであり、特に、第１発光源の発光面が粗面構造を有し、第２発光源からの光が当該粗面構造に入射してこれにより拡散されて第１光路へと入り、これにより光源の出力光の第１光路を形成し、前記第１発光源からの光の一部は前記第２発光源の入射光路により遮られて前記第１光路に入らず、この遮られた部分の光束は、前記第１光路に入った第１発光源からの光の光束より少ない。特に、第２光源のエタンデュは、第１光源のエタンデュの１／５未満である。第１発光源は発光ダイオードを含み、第２発光源は半導体レーザを含む。さらに、第２発光源の光を第１発光源の粗面構造へと反射するため前記第２発光源の入射光路内に反射器があり、前記第１発光源からの光の一部が当該反射器に反射されることにより前記第１光路へと入るのが遮られ、この反射された光の部分の光束は、第１発光器から前記第１光路に入る光の光束の１／５未満である。光源が集光部を有する場合、第１発光源の発光面は集光部の入口に配置される。
【００１９】
上記の技術スキームでは、第１発光源からと第２発光源からの光は同色である。
【００２０】
さらに、本発明の技術スキームはまた、異なる入射角の第１入射光と第２入射光を案内して第１光路に沿った出力光へと組み合わせる光結合器を提供するものであり、特に、この光結合器は前記第２の入射光を前記第１光路に入るように案内するとともに前記第１入射光の一部が前記第１光路に入るのを遮る光案内部を有し、遮られた光の部分の光束は前記第１光路に入る第１入射光からの光の光束より少ない。特に、遮られた光の部分の光束は、第１光路に入る第１入射光からの光の１／５未満である。
【００２１】
特に、光結合器は、光案内部として光透過器と当該光透過器に取り付けられた１以上の光反射器とを有し、前記第１入射光は前記光透過器に入射してその光反射器と異なる部分を通過して前記第１光路に入る。あるいは、前記光結合器が、光案内部として光反射器と当該光反射器上に形成された１以上の光透過器とを具え、第１入射光が前記光反射器に入射してその光透過器と異なる部分に反射されて前記第１光路に入る。あるいは、光結合器が、光案内部として湾曲した反射カップと当該反射カップ上に形成された１以上の貫通穴または光透過圧とを具え、第１入射光波前記反射カップに入射してその貫通穴または光透過穴以外の部分に反射されて前記第１光路に入る。あるいは、光結合器は、内部が空洞で、反射側面と、これらの側面に形成された貫通穴または光透過穴とを有する光案内器を具え、第１入射光波前記光案内器に第１の端部から入射して前記側面の貫通穴または光透過穴以外の部分により第２の端部へと反射される。あるいは光結合器は、光案内部として、反射側面と当該側面上に形成された１以上のくさび形反射部とを具え、前記第１入射光が前記光案内部に第１の端部から入射し前記側面の前記くさび形反射部以外の部分により第２の端部へと反射され、前記第１光路に入る。
【００２２】
本発明の技術スキームはさらに投影装置を提供し、特に上述した光源を有する投影装置を提供するものである。
【００２３】
二色フィルタを用いるものと比較して、幾何学的方法を用いて光を組み合わせると、光路が簡単となり、光学部材の製造が容易となる。特に、同色の光を組み合わせて廉価で高輝度光が得られ、異なる色や主たる周波数が異なる光を組み合わせると、異なる色の光の輝度を制御して合成光のさらなる色調整の自由度が得られる。さらに、上述した技術スキームにより光源の熱拡散が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、光を組み合わせるための従来の波長結合方法の概要図である。
【図２】図２は、本発明の光源の一実施例の概要図である。
【図３】図３は、図２の結合光ビームの断面図である。
【図４】図４は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図５】図５は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図６】図６は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図７】図７は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図８】図８は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図９】図９は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図１０】図１０は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図１１】図１１は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図１２】図１２は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図１３】図１３は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図１４】図１４は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【図１５】図１５は、本発明の光源の別の実施例の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図面を参照しながら本発明の好適な実施例を詳細に説明する。上述の技術的課題を解決するために、本発明の基本的な理念は、輝度が異なり独立したパッケージの２つの独立した発光源、電源、および熱拡散システムを設けて、２つの発光源からの光ビームを特定の光学方法で組み合わせて、２つの発光源のうちの輝度の低い方より輝度の高い合成光を得ることにある。２つの発光源のスペクトルを非オーバーラップさせる必要がなく、光結合のコストを低減するため、二色フィルタは用いない。本発明のゴールに到達すべく、異なる発光源に異なる光学パラメータを有する光結合器を２つの発光源の間に追加する。明確に、最も単純な光結合器は特定の処理を施した透過プレートまたは反射プレートであり、すなわち部分的に光を反射する透過プレートか、部分的に光を透過する反射プレートを幾何学的様式で光を分離させることにより得る。理論的には、２つの発光源の光ビームは完全に組み合わされ、合成光の光束は２つの発光源の光束を足したものであり、合成光のエタンデュは２つの発光源のエタンデュを足したものである。しかしながら実際は、光ビームのエッジが非常にシャープにならないため、２つの発光源から光ビームを完全に組み合わせるのは難しい。また、２つの発光源の光ビームは通常円形または楕円形であり、完全に組み合わせることができない。本発明では、下流アプリケーション用の光源からの光ビームの形と均一性の重要度を考慮すると、２つの発光源感のエタンデュの差を利用することにより、エタンデュの大きな発光源からの光の大部分とエタンデュの小さな発光源からの光の全部が光結合器で組み合わせる。エタンデュが大きい発光源からの光の少量が損なわれるが、エタンデュの小さな発光源（高輝度の発光源）からの光は全部が用いられ、組み合わされた光の光束の合計は２つの発光源の光束の合計よりは小さいが近くなる。結合光の形は、エタンデュの大きな発光源のものと同一となり、図２に示すように、エタンデュの小さな発光源（レーザダイオードのような高輝度発光源）からの光が、エタンデュの大きな発光源で生成される光ビームに組み合わされる。このため、組み合わさった光のエタンデュは、エタンデュの大きな発光源のエタンデュに近似する。
【００２６】
上述したエタンデュの概念を用いて、２つの発光源が発光ダイオードとレーザダイオードと仮定すると、発光ダイオードの光束はΦのとき、エタンデュがＥ、平均輝度はΦ／Ｅであり、レーザダイオードの光束もΦのとき、エタンデュは０．０１Ｅ、平均輝度は１００Φ／Ｅである。本発明の光結合器を用いると、発光ダイオードの輝度が均一である場合、発光ダイオードの光束の１％のみが失われ、レーザダイオードの光束Φが完全に保存される。したがって、合成光の光束の合計は１．９９ΦでエタンデュがＥとなり、平均輝度は１．９９Φ／Ｅとなる。
【００２７】
本発明の光源のキーポイントは、空間内で異なる光の分散を用いることにより光結合器で光を組み合わせることにある。光源は２つの発光源３１０、３４０を有し、これらは限定しないが半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）といった照明産業で良好な照明装置を具えてもよい。２つの発光源はまた、アレイ状に配列された複数の照明装置で構成された発光モジュールを具えてもよい。この光結合器は、異なる入射角からくる２つの入射光を案内し、これらを組み合わせて出力光として第１光路に沿って放射するのに用いられる。本発明の光結合器は、第２入射光（例えば第２発光源からの光）を第１光路に案内する光案内部を具え、また光案内部は第１発光源からの光の一部を第１光路に入るのを遮り、この遮られた光の部分の光束は第１光路に入る第１発光源からの光の光束より小さい。
【００２８】
図２を参照すると、本発明の光源の一実施例の概要図が示されている。本発明では、光源は第１発光源３１０と、第２発光源３４０と、光透過器３２０と、当該光透過器３２０に取り付けられ光案内部として用いられる光反射器３３０とを具える。第１発光源３１０からの光は光透過器３２０に第１の側から入射して、光反射器３３０（有効光透過領域と称する。）以外の部分を通過して第１光路へ入り、第２の発光源３４０は前記光透過器３２０の第２の側から光反射器３３０に入射し、光反射器３３０に反射して第１光路に入る。本発明では、第１発光源３１０からの光の一部が光反射器３３０に反射されて、第１光路に入るのが遮られる。重要な点は、光案内部により遮られる領域と、第１入射光の遮られていない領域の比が小さいほど、換言すれば、光反射器３３０の領域に対する光透過器３２０の有効な光透過領域の比が大きいほど、光反射器３３０の反射による第１発光源３１０の光の損失の比が小さくなり、光の結合パフォーマンスが高くなる。試験によると、遮る領域は遮らない領域の１／５未満であるべきであり、特定の値は第２発光源のエタンデュに基づいて決定することができる。対応して、光反射器３３０の反射により第１発光源３１０の遮られた光の光束は、第１光路に入る第１発光源３１０の光の光束の１／５である。一般にＬＥＤのエタンデュは大きく、ＬＤのエタンデュは小さい。第１発光源のエタンデュを第２発光源のエタンデュより大きくすると、すなわち本実施例では第１発光源３１０がＬＥＤで第２発光源３４０がＬＤであると、光反射器３３０の面積をできるだけ小さくしてもよい。さらに、図２に示す光源は、ＬＤ光源の発散角をＬＥＤ光源に近づくように変更する光学デバイス３５０を具え、これにより光反射器３３０は有意に減少し光結合パフォーマンスが向上する。
【００２９】
図２に示す実施例では、光結合器は光透過器３２０と、当該光透過器３２０に取り付けられた光反射器３３０とを光案内部として具える。第１発光源３１０からの光（第１入射光）は第１の側から光透過器３２０に入射し、その光反射器３３０以外の部分を通過して第１光路に入る。第２発光源３４０からの光（第２入射光）は光透過器３２０の第２の側から光反射器３３０に入射し、光反射器に反射されて第１光路に入る。
【００３０】
特に、光透過器３２０は光透過板を具え、これは限定しないがガラス板またはプラスチック板であって両面に反射防止コーティングが施されたものである。光反射器３３０は光反射板、反射プレート、または反射ミラーを具え、これらは限定しないが、高反射コーティングしたガラス板またはプラスチックプレートである。ＬＤ光のコヒーレンスを除外すべく、粗構造を光反射器３３０の反射面に設けてもよい。
【００３１】
図３を参照すると、図２の合成光ビームの断面図が示されている。光スポット３２１が光透過器３２０を通る第１発光源３１０の光で構成され、光スポット３２１が光反射器３３０で反射された第２発光源３４０の光で構成される。スポット３３１に対してスポット３３１が大きくなるのが良好である。このため、光反射器３３０に対する光透過器３２０の面積比が大きいと良好である。実際には、第１発光源３１０は複数のＬＥＤを具えるＬＥＤモジュールであり、第２発光源３４０は複数のＬＤを具えるＬＤモジュールであり、従って、複数の光反射器３３０が光透過器３２０に取り付けられるべきである。
【００３２】
図４を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。本実施例と図２の実施例の違いは、光反射器がプリズム４３０である点にある。プリズム４３０は完全内部反射により光を反射し、反射効率が高い。プリズム４３０の傾斜面が光反射器３２０に配置され、（必須ではないが）傾斜面と光透過器３２０の間に空隙を設けてプリズム４３０の合計内部反射条件を確保してもよい。粗構造をプリズム４３０の直角面に設けて、ＬＤ光のコヒーレンスを排除してもよい。さらに、反射コーティングをプリズム４３０の傾斜面に施して第２発光源３４０の光の反射を確実にしてもよい。
【００３３】
図５を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。本実施例と図４の実施例のいくつかの違いは：光透過器が２つのプリズム５１０、５２０を具え、これらの傾斜面が互いに接着されていること、光反射器がおれら２つのプリズムの非接着部分（反射領域５３０）であること、反射領域５３０は光案内部として用いられることがある。特に、２つのプリズム５１０と５２０は、反射領域５３０以外の部分で接着剤により互いに接着されており（この部分の合計内部反射を破壊するため）、一方で反射領域５３０には空隙が確保されるか高反射コーティングが施される。このため、第１発光源３１０からの光の大部分が２つのプリズム５１０、５２０を通過可能であり、第２発光源３４０からの光が反射領域５３０で反射される。同様に、特に第２発光源３４０がＬＤ光源である場合に、粗面構造をプリズム５１０の第２発光源３４０に面した直角面に設けてもよい。
【００３４】
上記実施例では、エタンデュが小さいＬＤ光源からの光は実質的に損失がなく、光案内部によるエタンデュが大きいＬＥＤ光源の損失は無視してよく、したがって光源の組み合わさった輝度が増大する。現在ではＬＥＤ光源の輝度はＬＤ光源よりはるかに低いが、ＬＥＤ光源の価格も同色のＬＤよりはるかに低いため、本発明は特に同色の２つの発光源からの光を組み合わせるのに適している。本発明の混成光源の輝度はＬＥＤと複数のみを用いて光源の輝度より高く、同時にＬＤを用いた光源より価格が低い。他に示さない限り、光混合特性（第１および第２の発光源からの同色の光を組み合わせ混合すること）を本発明の他の光源の実施例にも適用可能である。
【００３５】
図６を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。本実施例では、光源が第１発光源３１０と、第２発光源３４０と、光反射器６１０と、光案内部として用いられる光透過器６３０とを具える。第１発光部からの光（第１入射光）は光反射器に第１の側から入射し、光透過器以外の部分（有効反射領域）により反射されて第１光路に入る。第１発光部３１０からの光の一部は、光透過器６３０を通過することにより第１光路に入るのが遮られ、第２発光源３４０から光は光透過器６３０に光反射器６１０の第２の側から入射して第１光路に入る。図２の実施例と同様に、重要な点は、反射領域に対して、光案内部として作用するとともに第１入射光が通って第１光路に入射する非反射領域の割合が小さいほど、換言すると光透過器６３０の光透過領域に対する光反射器６１０の有効光反射領域の割合が大きいほど、第１発光源３１０の光のロスの割合が小さくなり光結合パフォーマンスが高くなる。同様に、非反射領域は反射領域の１／５未満とするべきであり、特定の値は第２発光源のエタンデュに基づいて決定することができる。光学デバイス３５０を用いて第２発光源３４０の発散角を調整して第１発光源３１０のものに近づけると、光透過器６３０の光透過領域を顕著に減らすことができる。
【００３６】
特に、光反射器６１０は光反射板、反射プレート、または反射ミラーを具え、限定しないがこれは例えば高反射コーティングされたガラスプレートやプラスチックプレート、さらに金属プレートでもよい。光透過器６３０は、光反射器６１０上の貫通穴または光透過穴を含み、光反射器６１０の貫通穴に配置された透過型散光器（transmitting-type diffuser）６２０を含んでもよい。透過型散光器６２０は、第２発光源３４０（例えばＬＤ光源）のコヒーレンスを排除すべく固定であっても可動であってもよい。
【００３７】
第２発光源３４０が複数のＬＤを含むＬＤモジュールの場合、対応して光反射器６１０に複数の光透過器を同様に取り付けてもよい。
【００３８】
図６の実施例では、光結合器は、光反射器６１０と、光案内部として光反射器６１０に形成された光透過器６３０とを具える。第１入射光は光反射器６１０に第１の側から入射してその光反射器６３０以外の部分により反射されて第１光路に入る。第２入射光波光透過器６３０に光反射器６１０の第２の側から入射して第１光路に入る。
【００３９】
図７を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。本実施例と図６の実施例のいくつかの違いは：光反射器が第１プリズム７１０であり、光透過器が第１プリズム７１０の傾斜面の一部に接着された傾斜面を有する第２プリズム７２０である点である。第２プリズム７２０は第１プリズム７１０より小さい。第１プリズム７１０の傾斜面は完全内部反射により光を反射するのに用いられ、高い光反射率を提供する。２つのプリズム７２０と７１０の傾斜面は互いに緊密に接着され、接着領域における完全内部反射が崩壊し、これにより第２発光源３４０から光が接着領域を通過することができる。同様に、荒面構造をプリズム７２０の入射光に面する直角面に設けて、入射光のコヒーレンスを排除してもよい。プリズム７１０の接着領域以外の傾斜面の部分に高反射コーティングを施すと、光反射効率が向上する。
【００４０】
図８を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。第１発光源３１０は、アレイとして配列された複数の照明装置で構成された発光モジュールを具え、この発光モジュールは１以上の貫通穴８１０を具える（図には１つの貫通光のみを示す）。第２発光源３４０からの光は発光モジュールの発光面とは反対の側から貫通穴８１０に入射して第１発光源の光路に入り、ここで貫通穴８１０の面積は発光モジュールの発光面より小さい。好適には貫通穴の面積は、発光モジュールの発光面の面積の１／５未満である。同様に、光学デバイス３５０を用いて第２発光源３４０の発散角を調整して第１発光源３１０の発散角に近づけると、貫通穴８１０の開口を顕著に小さくすることができる。本発明では、第１発光源の照明装置は発光ダイオードを含み、第２発光源は半導体レーザまたは半導体レーザアレイを含む。中国特許出願２００８１００６５４５３．７に開示された技術スキームと比較して、本実施例の利点は、第１発光源の発光モジュールと第２発光源の発光モジュールの熱核酸が独立しており、結合光のエタンデュが制御されることである。
【００４１】
図９を参照すると、本発明の別の実施例の概要図である。緊密結合器は湾曲した反射カップ９２０と、光案内部として用いられる反射カップ９２０に形成された１またはそれ以上の貫通穴９３０とを具える（図には１つのみ示す）。第１発光源３１０からの光（第１入射光）は反射カップ９２０に第１の側から入り、その貫通穴９３０以外の部分い反射されて第１光路に入る。第１発光源３１０からの光の一部は貫通穴９３０を通ることにより第１光路に入るのが妨げられ、第２発光源３４０からの光が貫通穴９３０に反射カップ９２０の第２の側から入射し、第１発光源３１０の面に入射する。第１の発光源３１０の表面に粗面構造を設けて、第２発光源３４０からの光を拡散させる。拡散光の一部は反射カップ９２０に反射されて光路に入り、拡散光の一部は第１発光源３１０に反射されて戻り、フォトン再生効果を介して再度放射され、反射カップ９２０に集められて第１光路に入る。貫通穴９３０は、反射カップ９２０の反射コーティングを除去することにより形成される光透過穴に替えてもよく、さらなる説明は省略する。図２または図６の実施例と同様に、光源または光結合器の重要な点は、第１入射光が取っ手第１光路に入る反射領域に対する、光案内部として作用する非反射領域の割合が小さいほど、換言すれば貫通穴または光透過穴９３０に対する湾曲した反射カップ９２０の有効反射領域の割合が大きいほど、光結合効率が高くなる。したがって同様に非反射領域は反射領域の１／５未満とするべきで、これにより光の損失部分の光束が、第１光路に入る第１発光源３１０の光の１／５未満となる。同様に、光学デバイス３５０を用いて第２は光源３４０の発散角を調整すると、貫通穴９３０の開口が顕著に小さくなる。
【００４２】
図１０を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。図１０は、図９の別の実施例である。本実施例では、貫通穴９３０を通過した後に、第２光源３４０の光は光源の集光口に入射し、反射カップ９２０により第１光路内へ反射された第１発光源３１０からの光と結合される。同じ方法で貫通穴９３０に配置された透過型散光器６２０を用いて第２発光源（例えばＬＤ）３４０の光コヒーレンスを排除する。透過型散光器６２０は、貫通穴９３０に対して固定でも可動でもよい。さらに、図９の実施例と比べて、本実施例では第２発光源３４０の光が第１発光源３１０の発光面へと案内されず、貫通穴９３０の場所が反射カップ９２０の縁の方へずれている。
【００４３】
図１１を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。図１１は、図９の光源の実施例の改良版を示す。図１１の実施例はさらに、集光部１１３０を具え、反射カップが限定しないが半楕円系または半球形の反射器１１１０となっている。光案内部は、反射器１１１０に設けられた貫通穴１１２０である。反射カップが半楕円系である場合、第１発光源３１０の発光面と集光部１１３０の入口はそれぞれ反射カップの異なる中心に配置される。反射カップが半球形の場合、第１発光源３１０の発光面と集光部１１３０の入口はそれぞれ、反射カップの球中心に対して対称となる２点に配置される。第１発光源からの光は半球形または半楕円系の反射器１１１０によって集光部１１３０の入口に案内され、第１発光源３１０からの光の一部が貫通穴１１２０を通ることにより損失する。本実施例の他の部分は図９の実施例と同様であり、さらなる説明は行わない。
【００４４】
図１２を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概略図である。図１２は、図１０の光源の実施例から図１１の実施例へと同様の改良を示す。同様に集光部１１３０が追加され、反射カップは例えば、限定しないが、半楕円系または半球形の反射器１１１０である。光案内部は反射器１１１０に設けられた貫通穴１１２０である。本実施例と図１１の実施例の違いは、本実施例では、貫通穴または光透過穴１１２０を通った後に、第２発光源３４０の光が、第１発光源３４０の発光面ではなく集光部１１３０の入口に直接入射する。図示するように、本実施例はまた固定あるいは可動の透過型散光器６２０が集光部１１３０の入口に配置され、光（特にＬＤ光）のコヒーレンスを排除する。他の構造は図１１の実施例と同様であり、さらなる説明は行わない。
【００４５】
図１３を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。本実施例では、光結合器が、反射側面と、これらの側面に形成され光案内部として用いられる１以上のくさび形反射部１３２０とを有する光案内器１３１０を具える。第１発光源３１０からの光（第１入射光）は光案内器１３１０に第１の側から入射し、側面におけるくさび形反射部１３２０以外の部分によって反射されて第１光路に入る。第１発光源３１０からの光の一部はくさび形反射部１３２０に反射されて第１光路に入るのが遮られる。第２発光源３４０からの光はくさび形反射部１３２０に入射し、これに反射されて光案内器１３１０内に入り、光案内器１３１０の第２の側へ伝搬して第１光路に入る。固定または可動の発散器６２０と光学要素３５０が光路の第２発光源３４０とくさび形反射部１３２０の間に配置され、これらの機能は上述の実施例で説明した通りであり繰り返さない。
【００４６】
図２、図６、図９の実施例と同様に、本実施例の光源または光結合器の重要な点は、有効領域に対する非有効領域（すなわち第１入射光を第１光路に案内するのに有効でない領域）の割合が小さいほど、換言すると光案内器１３１０の断面積に対する光案内器１３１０のくさび形反射部１３２０の面積の割合が小さいほど、光結合パフォーマンスは高くなる。同様に、非有効領域は有効領域の１／５未満となるべきであり、特定の値は第２発光源のエタンデュに基づいて決めることができる。
【００４７】
本実施例では、光案愛機１３１０は内部が空洞で、くさび形反射部１３２０が中実のくさび形反射部であってもよい。この光案内器１３１０はまた中実で、くさび型反射部１３２０がくさび形の反射溝であってもよく、例えば限定しないが傾斜面上の高反射コーティングされた溝であってもよい。さらに、光案内器は例えば限定しないが光混合ロッドであってもよい。
【００４８】
図１４を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。図１４は、図１３の実施例の変形例である。光結合器は光案内器１４１０に替えられ、これは内部が中空で、反射側面と、これらの側面に形成され光案内部として用いられる１以上の貫通穴または光透過案あ１４２０とを具える。光案内器は例えば、限定しないが、内面に高拡散コーティングを有する中空の混合ロッドまたは集光キャビティである。第１発光源３１０からの光（第１入射光）は光案内器１４１０に第１の端部から入射し、貫通穴または光透過穴１４２０以外の側面部分によって光案内器１４１０の第２の端部へと反射されて第１光路に入る。第１発光部３１０からの光の一部は貫通穴または透過穴を通ることにより第１光路に入るのが妨げられ、第２発光部３４０からの光は貫通穴または透過穴１４２０を通って光案内器１４１０の側面に入射し、光案内器１４１０の第２の端部に向かって伝搬して第１光路に入る。同様に、有効領域に対する非有効領域の割合が小さいほど、換言すると側面の面積に対する貫通穴または透過穴１４２０の面積の割合が小さいほど、光結合パフォーマンスは高くなる。第１発光源３１０の発光面は第１の端部と接触してもよく、反射器（図示せず）は光案内器１４１０内の貫通穴または透過穴１４２０の反対側に配置して、第２光路の反射効率を向上させてもよい。光学デバイス３５０が第２発光源３４０と貫通穴または透過穴１４２０の間の光路内に配置され、これらの機能は上述の実施例で説明した通りであり繰り返さない。
【００４９】
図１５を参照すると、本発明の光源の別の実施例の概要図である。本実施例では、第２発光源３４０が半導体レーザを含み、第１発光源３１０が発光ダイオードを含む。第１発光源の発光面は粗面構造を有し、第２発光源３４０からの光は粗面構造に入射し、これにより拡散して、光源の出力光の第１光路を形成する第１発光源３１０の光路に入る。第１発光源３１０からの光の一部は第２発光源３４０の入射光路によって第１光路に入るのが妨げられ、失われた光の光束は第１光路に入る第１発光源３１０からの光の光束より小さい。同様に、第２発光源３４０の発散角を変更する光学デバイス３５０が、（限定しないが）第２発光源からの光を粗面構造上に収束するように案内してもよい。
【００５０】
図１５の実施例では、反射器１５２０が、第２発光源３４０の光を第１発光源３１０の粗面構造へと反射すべく第２発光源３４０の入射光路内に配置される。第１発光源３１０からの光の一部は反射器１５２０に反射されることにより第１光路に入るのが妨げられ、失われる光の光束は第１光路に入る第１発光源３１０からの光の光束の１／５未満である。よりよい光結合効果を得るために、第２発光器３４０のエンタデュは第１発光器３１０のエタンデュの１／５未満とするべきである。また図１５に示すように、本実施例では集光部１５１０を設けて、第１発光源３１０の発光面を集光部１５１０の入口に設けて、第１光路に入る第１発光源３１０の光の部分を可能な限り多くしてもよい。
【００５１】
上述した実施例の光源を搭載した投影装置はまた本発明により保護され，特に２つの発光源のうちの一方が発光ダイオードアレイを含み、他方が半導体レーザアレイを含む。
【００５２】
以上の記載は本発明の単なる実施例であり、本発明の保護範囲を制限するものではんく、本発明の説明や図面に基づくすべての同等の構造やプロセス、または他の関連技術分野で直接的または間接的に用いられるものは、同等に本発明により保護される。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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