光源装置以及投影仪的制作方法

专利名称：光源装置以及投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及光源装置以及具备该光源装置的投影仪，该光源装置具备在圆周方向 上并列设置荧光体层而成的轮。
背景技术：
如今，作为将个人电脑的画面、视频图像、甚至存储卡等中所存储的图像数据的图 像等投影到屏幕上的图像投影装置，多使用数据投影仪。该投影仪将从光源射出的光聚光 在被称为DMD (数字微镜器件)的微镜显示元件或者液晶板上，从而在屏幕上显示彩色图像。这样的投影仪中，以往主流是将高亮度的放电灯作为光源，近年来，作为光源装置 的发光元件，使用了发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、或者有机EL等的半导体发光元件 的开发和提案有很多。在日本特开2004-220015号公报中，在具备发光元件的光源装置中，提出了为实 现光量的增大而将发光元件配置成矩阵状的光源装置。然而，在该专利文献的发明中，由于 发光元件的亮点增加，通过之后的光学系统聚使从各亮点射出的光聚光在1点是困难的， 因此存在从各发光二极管射出的光的利用效率变低的问题。此外，在日本特开2004-341105号公报中，提出了一种光源装置，具备在圆周方 向敷设有荧光体的光学轮(optical wheel)；以及紫外线发光二极管。该专利文献的提案 中的光源装置构成为，从里面侧向光学轮照射作为激发光的紫外线，将从该光学轮的前面 侧发出的发光光用作光源光的构成。在投影仪中所使用的光源装置中，要求能够生成至少光的三原色即红色、绿色、蓝 色的波段光。在日本特开2004-341105号公报中所示出的使用了光学轮的构成中，通过在 光学轮的圆周方向上并列设置红色荧光体层、绿色荧光体层、蓝色荧光体层，能够生成光的
^J. O然而，在使用了在圆周方向上并列设置红色荧光体层、绿色荧光体层、蓝色荧光体 层而成的光学轮的光源装置中，在均等地配置各色荧光体层的情况下，存在各色波段光的 相互间的亮度差变大的问题。因此，提出了在光学轮的圆周方向上并列设置至少多个荧光体层，作为激发光源 使用蓝色激光发光器，并且进一步追加独立的发光元件作为发光光源的光源装置。在这样的光源装置中，可以减小各色波段光的亮度的差，但由于光学轮上产生了 未使用区域，因此存在对该区域进行有效活用的课题。

发明内容
本发明目的在于提供一种光源装置以及具备该光源装置的投影仪，该光源装置使 用了激发光源、至少多个荧光体层被并列配置在圆周方向上而成的光学轮、以及独立的发 光光源，通过在光学轮上的未使用区域新形成不同的荧光体层，实现了光学轮的有效活用。为了达成上述目的，本发明的1个方式的光源装置具有光学轮，具有多个扇形区 域，由在圆周方向上并列设置二个以上的性质不同的荧光体层的荧光发光区域构成；轮马 达，旋转驱动该光学轮；激发光源，向上述光学轮照射作为激发光的光或作为规定波段光的 光；发光光源，设置在上述光学轮的光路的光路之外；以及聚光光学系统，使从上述光学轮 射出的光束和从上述发光光源射出的光束聚光在同一光路上，按照敷设在上述荧光发光区 域的二个以上的性质不同的荧光体层来分成照射上述激发光的区域和不照射激发光的区 域并选择性地使上述激发光源点亮，并且在上述激发光源不照射上述激发光的期间使上述 发光光源点亮。为了达成上述目的，本发明的1个方式的投影仪具备光源装置、导光装置、显示 元件、投影光学系统、以及具有光源控制单元和显示元件控制单元的投影仪控制单元，该投 影仪配置为能够以包括第一投影模式和第二投影模式的不同的投影模式进行投影，上述光 源装置是各技术方案中所记载的光源装置，将光源光聚光在上述导光装置的入射面上。


图1是表示本发明的实施例的投影仪的外观立体图。图2是表示本发明的实施例的投影仪的功能电路框图。图3是表示本发明的实施例的投影仪的内部构造的俯视示意图。图4是表示本发明的实施例的光源装置的俯视示意图。图5是表示本发明的实施例的光学轮的主视示意图。图6A和图6B是表示本发明的实施例的投影仪中的光源装置的控制方法的说明 图。图7A和图7B是表示本发明的实施例的能够射出绿色波段光的绿色荧光体的发光 光谱例。图8是表示本发明的其他的实施例的光源装置的主要部的俯视示意图。图9是表示本发明的其他的实施例的光学轮的主视示意图。图10A、图IOB和图IOC是表示本发明的其他的实施例的投影仪中的光源装置的控 制方法的说明图。图11是表示本发明的其他的实施例的其他的光学轮的主视示意图。图12是表示本发明的其他的实施例的投影仪中的光源装置的其他的控制方法的 说明图。
具体实施例方式下面，参照附图来详细说明本发明的实施例。图1是表示投影仪10的外观立体图。 另外，在本实施例中，左右是表示相对于投影方向的左右方向，前后是表示相对于光束的进 行方向的前后方向。本实施例的投影仪10能够以由第一投影模式和第二投影模式构成的
5不同的投影模式进行投影。而且，如图1所示，投影仪10是大致长方体形状，在主体外壳的前方的作为侧板的 正面面板12的侧方具有覆盖投影口的镜头盖19，该正面面板12上设有多个排气孔17。另 外，虽然未图示，还具备接收来自遥控器的控制信号的Ir接收部。此外，在主体外壳的上面面板11上设有按键指示器部37。该按键指示器部37上 配置有电源开关键、报知电源的打开或关闭的电源指示器、切换投影的打开和关闭的投影 开关键、在光源装置、显示元件或者控制电路等过热时进行报知的过热指示器等的键和/ 或指示器。另外，在主体外壳的背面，在背面面板上设有输入输出连接部以及电源适配器插 头等的各种端子20，该输入输出连接部上设有USB端子、图像信号输入用的D-SUB端子、S 端子、RCA端子等。另外，在未图示的主体外壳的侧板即右侧面板14，以及，图1所示的侧板 即左侧面板15的下部附近分别形成有多个吸气孔18。下面，使用图2的框图来说明投影仪10的投影仪控制单元。投影仪控制单元包括 控制部38、输入输出接口 22、图像变换部23、显示编码器(表示- 一夕')24，显示驱动 部26等。此外，从输入输出连接部21输入的各种规格的图像信号在经由输入输出接口 22、 系统总线(SB)通过图像变换部23进行变换，以使其统一成适于显示的规定格式的图像信 号，然后被输出至显示编码器24。该控制部38对投影仪10内的各电路的动作进行控制，包括CPU、固定存储有各种 设置(setting)等的动作程序的ROM以及作为工作存储器(work memory)而使用的RAM等。此外，显示编码器24将输入的图像信号展开存储到视频RAM25并根据该视频 RAM25的记忆内容生成视频信号，再输出到显示驱动部26上。显示驱动部26作为显示元件控制单元而发挥作用，该显示驱动部26根据从显示 编码器24输出的图像信号，以适当的帧率驱动作为空间的光调制元件(SOM)的显示元件 51。从光源装置63射出的光束通过光源光学系统照射在显示元件51上，由此通过显示元 件51的反射光形成光像，通过后述的投影光学系统90而将图像投影显示在未图示的屏幕 上。另外，通过透镜马达45对该投影光学系统90的可动透镜组97进行变焦调整或聚焦调 整的驱动。此外，图像压缩扩展部31通过ADCT以及哈夫曼编码等的处理对图像信号的亮度 信号以及色差信号进行数据压缩，并进行依次写入作为可自由装卸的记录介质的存储卡32 中的记录处理。另外，图像压缩扩展部31读出在再生模式时被记录到存储卡32中的图像 数据，并以1帧为单位对构成一系列的动画的各个图像数据进行扩展。然后，通过图像变换 部23向显示编码器24输出该图像数据，根据存储在存储卡32中的图像数据进行使动画等 的显示成为可能的处理。设置在主体外壳的上面面板11的由主按键以及指示器等构成的按键指示器部37 的操作信号被直接送出至控制部38，来自遥控器的键操作信号被Ir接收部35接收，通过 Ir处理部36解调后的码信号被输出至控制部38。另外，控制部38经由系统总线(SB)与音声处理部47连接。该音声处理部47具备 PCM音源等的音源电路，在投影模式以及再生模式时对音声数据进行模拟化处理，驱动扬声 器48进行扩音播放。
此外，控制部38控制作为光源控制单元的光源控制电路41。该光源控制电路41 控制光源装置63，以便在图像生成时从光源装置63射出所要求的规定波段光。具体地讲， 在要求红色波段光的情况下，光源控制电路41停止后述的激发光源72的点亮状态，使红色 光源的发光光源点亮。此外，在要求绿色波段光的情况下，光源控制电路41使激发光源72 点亮，并且控制轮马达73，进行使第一荧光发光区域2或者第二荧光发光区域3位于激发 光的光轴上的控制。另外，在要求蓝色波段光的情况下，光源控制电路41使激发光源72点 亮，并且控制轮马达73，进行使扩散透射区域1位于激发光的光轴上的控制。另外，控制部38使冷却风扇驱动控制电路43利用设置在光源装置63等上的多个 温度传感器进行温度检测。根据该温度检测的结果对冷却风扇的旋转速度进行控制。此外， 控制部38使冷却风扇驱动控制电路43进行通过定时器等在投影仪主体的电源关断后仍维 持冷却风扇的旋转的控制，或者，根据基于温度传感器的温度检测的结果使投影仪主体的 电源关断等的控制。下面，说明该投影仪10的内部构造。图3是表示投影仪10的内部构造的俯视示 意图。如图3所示，投影仪10在右侧面板14的附近配置有安装了电源电路模块101等的 电源控制电路基板102。在大致中央配置有西罗科风扇式的鼓风机110，在该鼓风机110的 附近配置有控制电路基板103。在正面面板12的附近配置有光源装置63，在左侧面板15 的附近配置有光学系统机构70。此外，投影仪10利用区划用隔壁120以气密的方式将框体内划分为背面面板13 侧的吸气侧空间室121和正面面板12侧的排气侧空间室122，鼓风机110配置为其吸入口 111位于吸气侧空间室121，吐出口 113位于排气侧空间室122与吸气侧空间室121的边界。光学系统机构70包括位于光源装置63的附近的照明模块78、位于背面面板13侧 的图像生成模块79和位于照明模块78与左侧面板15之间的投影模块80这3个模块，该 光学系统机构70为大致“ 二 ”字状。该照明模块78具备光源光学系统62的一部分，该光源光学系统62将从光源装置 63射出的光导向图像生成模块79所具备的显示元件51。该照明模块78所具有的光源光 学系统62包括使从光源装置63射出的光束成为均勻的强度分布的光束的导光装置75以 及对透射了导光装置75的光进行聚光的聚光透镜等。作为光源光学系统62，图像生成模块79具有对从导光装置75射出的光束的光 轴方向进行变更的光轴变更镜76 ；将被该光轴变更镜76反射后的光聚光在显示元件51上 的多个聚光透镜；以及使透射了上述聚光透镜的光束以规定的角度照射在显示元件51上 的照射镜84。另外，图像生成模块79具备作为显示元件51的DMD，在该显示元件51的背 面面板13侧配置有用于冷却显示元件51的显示元件冷却装置53，从而防止显示元件51变 为尚温。投影模块80具有向屏幕照射被显示元件51反射而形成图像的光的投影光学系统 90的透镜组。作为该投影光学系统90，采用了具备变焦功能的可变焦点型透镜，该可变焦 点型透镜具备在固定镜筒中内置的固定透镜组93和在可动镜筒中内置的可动透镜组97， 该投影光学系统90通过透镜马达使可动透镜组97移动，从而能够进行变焦调整和/或聚 焦调整。下面，说明本实施例的投影仪10中的光源装置63。图4是光源装置63的俯视示意图。如图4所示，光源装置63具备导光装置75的中心轴与光轴平行配置的多个激发光 源72 ；配置在激发光源72的前方的多个准直透镜149 ；以及将透射了准直透镜149的光束 的光轴方向变化90度的反射镜组150。此外，光源装置63具有以被反射镜组150反射后的激发光的光轴与旋转轴平行 的方式配置在激发光的光轴上的光学轮71 ；对光学轮71进行旋转驱动的轮马达73 ；以从 激发光源72射出激发光时的光轴方向与来自发光光源74的射出光的光轴平行的方式配置 的发光光源74即红色光源74 ；以及使从光学轮71射出的光束的光轴和从红色光源74射 出的光束的光轴一致并聚光在规定的一面的聚光光学系统。激发光源72是多个蓝色激光发光器配置为平面状而成，将蓝色波段的激光光作 为激发光以及蓝色波段光向光学轮71射出。此外，准直透镜149在激发光源72中的多个 蓝色激光发光器的前方使来自各蓝色激光发光器的射出光变为平行光向前方射出。另外， 反射镜组150是多个长方形(短栅状)的反射镜阶梯状排列而成，以使来自激发光源72的 射出光的光轴变换90度的方式进行反射。如图5所示，光学轮71在圆周方向上并列配置有扩散透射区域1、第一荧光发光 区域2以及第二荧光发光区域3，该扩散透射区域1使来自激发光源72的射出光扩散。此 外，光学轮71在扩散透射区域1的外周缘附近位置形成有带状的扩散透射层la，在第一荧 光发光区域2的外周缘附近位置形成有带状的第一荧光体层2a，在第二荧光发光区域3的 外周缘附近位置形成有带状的第二荧光体层3a，各层la、2a、3a在圆周方向上并列设置而 形成环。光学轮71的扩散透射层Ia通过玻璃等的透光性高的部件而形成，通过在表面实 施喷砂加工等从而使来自激发光源72的射出光扩散透射。此外，第一荧光体层2a是绿色 荧光体被均勻地洒在粘合剂上而形成的绿色荧光体层，将来自激发光源72的射出光作为 激发光而发出绿色波段的荧光光。另外，第二荧光体层3a是将与第一荧光体层2a色相(hue)不同的绿色荧光体均 勻地洒在粘合剂上而形成的绿色荧光体层。而且，第一荧光体层2a以及第二荧光体层3a接收激发光并向全方向射出荧光光。 此外，光学轮71的敷设有第一荧光体层2a以及第二荧光体层3a的区域的表面通过镜面加 工等而形成为反射面。这样，通过在光学轮71的表面形成反射面，向光学轮71的表面侧射 出的荧光光也被光学轮71的表面反射而向激发光源72侧射出，因此能够提高荧光光的利 用效率。S卩，本实施例的光学轮71形成为具备荧光发光区域，该荧光发光区域具有多个扇 形区域，并在圆周方向上并列设置有两个以上的性质不同的荧光体层。发光光源74是红色发光二极管等的射出红色波段光的红色光源74。而且，该红色 光源74配置成在激发光源72和光学轮71之间的位置，使从激发光源72射出激发光时的 光轴方向与来自红色光源74的射出光的光轴平行。而且，聚光光学系统包括由多个镜(mirror)构成的镜组151、由多个多个凸透镜 构成的凸透镜组153、由组合凸透镜而作为聚光透镜的多个该聚光透镜构成的聚光透镜组 155、以及导光装置入射透镜154。镜组151具备配置在使被反射镜组150反射后的激发光 的光轴与红色光源74的光轴正交的位置的第一镜151a ；配置在光学轮71的里面侧且导光
8装置75的中心轴的延长线与被反射镜组150反射后的激发光的光轴的延长线交差的位置 的第二镜151b ；配置在红色光源74的光轴上的第三镜151c ；以及，配置在使被第三镜151c 反射后的红色波段光的光轴与导光装置75的中心轴的延长线交差的位置的第四镜151d。第一镜151a是二向色镜，该第一镜151a透射来自激发光源72以及红色光源74 的射出光，反射由光学轮71发出的荧光光。此外，第二镜151b是反射镜，使扩散透射了光 学轮71的来自激发光源72的射出光的光轴与导光装置75的中心轴一致。第三镜151c是 反射镜，使来自红色光源74的射出光以及由光学轮71发光的荧光光向第四镜151d反射。 第四镜151d是二向色镜，该第四镜151d透射被第二镜151b反射后的光束，反射被第三镜 151c反射后的光束。此外，作为聚光光学系统的凸透镜组153具备在激发光源72和第一镜151a之间 配置的第一凸透镜153a ；在第二镜151b和第四镜151d之间配置的第二凸透镜153b ；在第 一镜151a和第三镜151c之间配置的第三凸透镜153c ；以及，在第三镜151c和第四镜151d 之间配置的第四凸透镜153d。另外，作为聚光光学系统的聚光透镜组155配置在红色光源74的附近，以及光学 轮71的表里两面附近且来自激发光源72的射出光的光轴上，对来自红色光源74和/或光 学轮71的射出光进行聚光。此外，作为聚光光学系统的导光装置入射透镜154配置在导光 装置75的附近，来自光源装置63的射出光被聚光在导光装置75的入射面。而且，在这样的光源装置63中，从激发光源72射出并被反射镜组150反射后的蓝 色激光光通过第一凸透镜153a而被聚光，然后，穿过第一镜151a，通过聚光透镜组155而照 射在光学轮71的荧光反射区域或扩散透射区域。此外，从激发光源72射出且照射在第一 荧光发光区域2或者第二荧光发光区域3的光束作为激发光而激发荧光体，荧光体发出规 定波段的光。另外，从激发光源72射出且照射在光学轮71的扩散透射区域的光束发生扩 散，性质从相干光被变换为不相干光，作为不相干光的蓝色波段光从光学轮71的里面侧射 出ο此外，从红色光源74射出的红色波段光被聚光透镜组155聚光并透射第一镜 151a，从光学轮71向激发光源72侧射出的绿色波段的荧光光被聚光透镜组155聚光并向 第一镜151a照射。而且，透射了第一镜151a的红色波段光以及被第一镜151a反射后的荧 光光被第三凸透镜153c、第四凸透镜153d聚光，并被第三镜151c以及第四镜151d反射，再 通过导光装置入射透镜154而聚光在导光装置75的入射面并入射导光装置75内。另外，扩散透射了光学轮71的蓝色波段光被聚光透镜组155聚光并向第二镜151b 照射，在被第二镜151b反射、被第二凸透镜153b聚光、透射第四镜151d之后，通过导光装 置入射透镜154被聚光在导光装置75的入射面并入射导光装置75内。即，从光学轮71射出的绿色波段荧光光和蓝色波段光、从红色光源74射出的红色 波段光透射第四镜或被第四镜反射后，变为同一光路，再被第四凸透镜153d聚光而入射导 光装置75内。下面，对投影仪10中的光源装置63的控制进行说明。图6A和图6B是针对本实施 例的投影仪10中的光源装置63的控制方法的说明图。本实施例的投影仪10如上所述能 够以由第一投影模式和第二投影模式构成的色相不同的2个投影模式进行投影。即，投影 仪10通过投影仪控制单元控制上述的光源控制电路41，能够切换使用了光学轮71的第一荧光发光区域2的第一投影模式和使用了与第一投影模式色相不同的第二荧光发光区域3 的第二投影模式来进行投影。下面，对投影仪控制单元所进行的具体的控制进行说明。在第一投影模式的情况 下，如图6A所示，在光学轮71的扩散透射区域1位于激发光的光轴上时，以及，第一荧光发 光区域2位于激发光的光轴上时，投影仪控制单元使作为光源控制单元的光源控制电路41 执行点亮(ON)激发光源72、熄灭(OFF)红色光源74的控制。此外，在光学轮71的第二荧 光发光区域3位于激发光的光轴上时，投影仪控制单元使光源控制电路41执行熄灭激发光 源72、点亮红色光源74的控制。即，来自光源装置63的射出光以蓝色波段光、绿色波段光、红色波段光的顺序射 出。因此，在第一投影模式的情况下，投影仪控制单元使作为显示元件控制单元的显示驱动 部26控制显示元件51，以便以蓝色波段光、绿色波段光、红色波段光的顺序生成图像。此外，在第二投影模式的情况下，如图6B所示，在光学轮71的扩散透射区域1位 于激发光的光轴上时，以及，第二荧光发光区域3位于激发光的光轴上时，投影仪控制单元 使光源控制单元执行点亮激发光源72、熄灭红色光源74的控制。此外，在光学轮71的第一 荧光发光区域2位于激发光的光轴上时，投影仪控制单元使光源控制电路41执行点亮激发 光源72、熄灭红色光源74的控制。即，来自光源装置63的射出光变为以蓝色波段光、红色波段光、绿色波段光的顺 序射出。因此，在第二投影模式的情况下，投影仪控制单元使显示元件控制单元控制显示元 件51，以便以蓝色波段光、红色波段光、绿色波段光的顺序生成图像。而且，根据本实施例的投影仪10，能够有效地活用成为光学轮71的未使用区域的 区域，通过投影仪控制单元控制光源控制电路41以及显示驱动部26，能够以不同的模式进 行图像投影。此外，在具有光学轮71、激发光源72、发光光源74的光源装置63中，光学轮71构 成为包括第一荧光发光区域2、第二荧光发光区域3、扩散透射区域1。而且，在第二荧光发 光区域3形成有发出规定波段的光的荧光体层，由此能够使用以往成为了未使用区域的区 域来获得不同的荧光光。另外，根据本实施例中的光源装置63，通过蓝色激光发光器用作激发光源，能量高 的光变为激发光，因此能够提高荧光体的激发效率。此外，作为发光光源74而使用红色发 光二极管，将绿色荧光体用作第一荧光体层2a，因此能够高效率地获得规定波段光。而且，根据本实施例中的光源装置63，第一荧光体层2a由具有图7A所示的峰值 波长570nm、半值波长宽度为130nm的发光光谱特性的荧光体形成。此外，第二荧光体层3a 由具有图7B所示的峰值波长515nm、半值波长宽度30nm的发光光谱特性的荧光体形成。提 供能够射出色相不同的2个种类的绿色波段光的光源装置63。另外，将光学轮71的第一荧光发光区域2以及第二荧光发光区域3的表面中的至 少敷设了第一荧光体层2a以及第二荧光体层3a的区域的光学轮71表面形成为反射面。由 此，从荧光体向光学轮71的表面侧射出的光束也被反射面反射而成为有效光，因此能够提 高发光光的利用效率。而且，根据使用了这样的光源装置63的投影仪10，通过切换投影模式能够生成不 同的白色光，例如，在使用于明亮环境中的情况下能够进行亮度高的高亮度模式的投影，在适用于暗环境中的情况下能够进行绿色的色纯度高的模式的投影。另外，由于构成为通过改变从光源装置63射出的光来实现不同的投影模式，因此 与通过CPU等进行图像补正来改变投影模式的情况等相比较，能够减轻CPU的负荷。另外，本发明不仅限于如上述的实施例所示那样的、将能够射出与第一荧光体层 2a色相不同的绿色波段光的绿色荧光体层作为第二荧光体层3a的构成，也可以构成为将 与第一荧光体层2a相同的荧光体、荧光体层中所含的荧光体的比例不同的能够射出绿色 波段光的绿色荧光体层作为第二荧光体层3a从而构成光学轮71。另外，在本实施例中，采用了射出色相不同的2个种类的绿色波段光的荧光体，可 以采用量子化效率不同的2个种类的绿色波段光。另外，也可以采用相对于温度而量子化效率不同的2个种类的绿色波段光。在该 情况下，虽然未图示，但可以设置温度传感器并根据所测定的结果来切换投影模式。另外，也可以将与第一荧光体层2a相同的荧光体、荧光体层中所含的荧光体的比 例也相同、所敷设的荧光体层的厚度不同的能够射出绿色波段光的绿色荧光体层作为第二 荧光体层3a。此外，在上述的实施例中的光源装置63中，第一荧光体层2a和第二荧光体层3a 使用了能够射出色相不同的绿色波段光的绿色荧光体层，也可以使第一荧光体层2a和第 二荧光体层3a使用相同的荧光体层2a、3a而构成光学轮71。S卩，使光学轮71的第一荧光 发光区域2和第二荧光发光区域3为相同的绿色荧光体层的区域。根据具备了这样的光学轮71的光源装置63，能够抑制被照射指向性高的蓝色激 光光的绿色荧光体以及粘合剂的经年劣化，能够提供可长期维持性能的光源装置63。另外，在上述的实施例中，构成为作为发光光源74而使用红色发光二极管，在光 学轮71的第一荧光体层2a以及第二荧光体层3a中使用绿色荧光体，但也可以构成为作为 发光光源74而使用绿色发光二极管，光学轮71中使用红色荧光体的构成。另外，在投影仪10以不同的模式进行图像投影的情况下，可以使投影仪控制单元 控制光源控制单元使光学轮71逆向旋转。即，在第一投影模式的情况下，进行了与图6A所 示的上述控制相同的控制，在第二投影模式的情况下，投影仪控制单元使光源控制单元执 行使轮马达73逆向旋转的控制。这样，在第二投影模式中构成为轮马达73进行与第一投影模式相反的逆向旋转， 由此来自光源装置63的射出光通常以蓝色波段光、绿色波段光、红色波段光的顺序射出。 因此，对于第一投影模式或第二投影模式的任一种情况，显示驱动部26对显示元件51仅进 行相同的控制即可，不需要根据不同的投影模式而改变显示元件51的控制方法，从而能够 仅通过光源装置63的控制来实现不同模式的投影。该情况下的轮71配置为第一荧光发光区域2和第二荧光发光区域3相对于扩散 透射区域1的中心线而线对称。而且，根据通过投影仪控制单元而进行这样的控制的投影仪10，通过在第一投影 模式时和第二投影模式时进行使光学轮71的旋转方向逆向旋转的控制，不需要根据投影 模式而改变显示元件51的控制方法，因此能够减轻CPU等的负荷。此外，作为独立的发光光源，还可以使用红色光源74a和蓝色光源74b两个发光光 源74，光学轮71中不设置扩散透射部而绿色发光荧光体的种类为3种类以上的光源装置63'。该光源装置63'设置为从作为发光光源74的红色光源74a射出的红色波段光与 正面面板12平行射出，在正面面板12的内侧附近配置轮马达73以及光学轮71'。而且，如图8所示，来自激发光源72的激发光经由作为集束透镜156的凸透镜以 及凹透镜向光学轮71'照射，所述作为集束透镜156的凸透镜以及凹透镜使来自未图示的 激发光源72的变为平行光束后的射出光的光束变细。该光学轮71'的激发光源侧的紧前方配置有聚光透镜组155，来自激发光源72的 射出光被聚光并入射光学轮71'的荧光体，并且从光学轮71'射出的荧光光也通过该聚 光透镜组155被聚光并向激发光源侧射出。而且，在该光源装置63'中，来自红色光源74a的红色波段经由配置在光红色光 源74a的紧前方的聚光透镜组155而射出，在从该红色光源74a射出的红色波段光的光轴 和从光学轮71射出的绿色波段光的光轴相交的位置配置第1 二向色镜151e。该第1 二向色镜151e是透射红色波段光以及作为激发光的蓝色波段光、反射绿色 波段光的二向色镜。因此，绿色波段光被该第1 二向色镜151e反射，使反射后的绿色波段 光的光轴与红色波段光的光轴一致，并向投影仪10的左侧面板15的方向前进。此外，该光源装置63'构成为，在导光装置75的光轴上，在正面面板12的内侧附 近具有作为发光二极管的发光光源74的蓝色光源74b。该蓝色光源74b也在蓝色光源74b的附近具有聚光透镜组155，对从蓝色光源74b 射出的蓝色波段光进行聚光，该蓝色波段光的光轴与导光装置75的光轴一致，从蓝色光源 74b射出的蓝色波段光经由导光装置入射透镜154而入射导光装置75。此外，在来自红色光源74a的红色波段光的光轴和来自蓝色光源74b的蓝色波段 光的光轴相交的位置配置有第2 二向色镜151f。该第2 二向色镜151f反射红色波段光以及绿色波段光并透射蓝色波段光，使被该 第2 二向色镜151f反射后的光以及透射了该第2 二向色镜151f的光的各光轴一致，并在 通过导光装置入射透镜154而被聚光后入射光装置75，这与上述的图3及图4所示的实施 例相同。而且，该光源装置63'的光学轮71'上形成有基于绿色发光荧光体的3种荧 光体层，能够实现高明彩模式(high lightness/saturation mode)、高亮度模式(high luminance mode)以及通常模式。即，如图9所示，光学轮71 ‘上设有第1发光区域1、第2 发光区域2和第3发光区域，该第1发光区域1形成有使用了色纯度高的高明彩用荧光体 的第一荧光体层lb，该第2发光区域2形成有使用了亮度高的高亮度用荧光体的第二荧光 体层2b，该第3发光区域形成有使用了亮度以及彩度平均的荧光体的第三荧光体层3b。该光源装置63'的进行点亮控制的光源控制电路41在以高亮度模式进行投影的 情况下，如图IOA所示，依次控制红色光源74a、激发光源72、以及蓝色光源74b的点亮定 时，并且控制光学轮71'的旋转定时，以使来自激发光源72的射出光入射高亮度模式用的 第二荧光体层2b。此外，在以高明彩模式进行投影时，如图IOB所示，光源控制电路41依次控制红色 光源74a、激发光源72以及蓝色光源74b的点亮定时，并且控制光学轮71 ‘的旋转定时以 使来自激发光源72的射出光入射高明彩模式用的第一荧光体层lb。
而且，在以通常模式进行投影时，如图IOC所示，光源控制电路41依次控制红色光 源74a、激发光源72以及蓝色光源74b的点亮定时，并且控制光学轮71 ’的旋转定时，以使 来自激发光源72的射出光入射通常模式用的第三荧光体层3b。另外，通过向光学轮71'的第1发光区域1 第3发光区域3内的任一个发光区 域照射激发光，从而调整向作为红色光源74a、蓝色光源74b的发光光源74施加的电压或者 施加电压的有效值。因此，具有该光源装置63'的投影仪能够减少各色的波段光相互间的亮度差，并 且在光学轮71'上设置发出亮度和/或彩度不同的绿色光的荧光体层，从而能够在光学轮 71'的全周上不形成未使用区域，能够有效地利用全周进行模式不同的投影。另外，将光学轮的全周分割成4个发光区域，如图11所示，在第1发光区域1形成 色纯度高的绿色发光荧光体的第一荧光体层lc，在第2发光区域2形成亮度高的绿色发光 荧光体的第二荧光体层2c，在第3发光区域3形成亮度及彩度平均的绿色发光荧光体的第 三荧光体层3c，以上设置与上述的实施例相同，还可以在第4发光区域4设置基于黄色发光 荧光体的第四荧光体层4c。而且，光源控制电路41 一边向第1发光区域1 第3发光区域3的某一个发光区 域的荧光体层照射激发光，一边控制红色光源74a或蓝色光源74b的点亮，除此之外，在红 色光源74a或者蓝色光源74b点亮时向第4发光区域4形成有黄色发光荧光体的第四荧光 体层4c的一部分照射激发光，向从独立的发光光源74射出的红色波段光或者蓝色波段光 中加入黄色波段光从而能够提高投影图像的亮度。此外，如图12所示，控制激发光源72的点亮以便向第2发光区域2的第二荧光体 层2c和第4发光区域4的第四荧光体层4c照射激发光，并且进行红色光源74a和蓝色光 源74b的点亮控制，向从红色光源74a射出的红色波段光、从光学轮71 “射出的绿色波段光 以及从蓝色光源74b射出的蓝色波段光中加入从光学轮71"射出的黄色波段光，从而获得 亮度高的投影图像。另外，具备该光源装置63 ‘的投影仪10利用从在第4发光区域4具备黄色发光荧 光体的第四荧光体层4c的光学轮71"射出的黄色波段光和从蓝色光源74b射出的蓝色波 段光，能够进行白色光的投影。另外，本发明不仅限于以上的实施例，可以在不脱离发明宗旨的范围内可以进行 自由的变更和改良。
1权利要求
一种光源装置，其特征在于，具有光学轮，具有多个扇形区域，由在圆周方向上并列设置二个以上的性质不同的荧光体层的荧光发光区域构成；轮马达，旋转驱动该光学轮；激发光源，向上述光学轮照射作为激发光或作为规定波段光的光；发光光源，设置在上述光学轮的光路之外；以及聚光光学系统，使从上述光学轮射出的光束和从上述发光光源射出的光束聚光在同一光路上，按敷设在上述荧光发光区域的二个以上的性质不同的荧光体层来分成照射上述激发光的区域和不照射激发光的区域并选择性地使上述激发光源点亮，并且在上述激发光源不照射上述激发光的期间使上述发光光源点亮。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于， 上述激发光源是蓝色激光发光器，上述发光光源是红色发光二极管或红色激光发光器， 上述荧光体层至少具备绿色荧光体。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，上述二个以上的性质不同的荧光体层分别形成为能够射出色相不同的绿色波段光的 绿色荧光体层。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，上述能够射出色相不同的绿色波段光的绿色荧光体层分别形成为能够射出发光光谱 的中心波长和/或发光光谱的半值波长宽度不同的绿色波段光的绿色荧光体层。
5.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，上述二个以上的性质不同的荧光体层分别形成为使用相同的荧光体且荧光体层中所 含的荧光体的比例不同的、能够射出绿色波段光的绿色荧光体层。
6.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，上述二个以上的性质不同的荧光体层分别形成为使用相同的荧光体且荧光体层中所 含的荧光体的比例也相同但所敷设的荧光体层的厚度不同的、能够射出绿色波段光的绿色 荧光体层。
7.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述光学轮上的至少敷设了上述荧光发光区域的荧光体层的区域被形成为反射面。
8.一种投影仪，其特征在于，具备 权利要求1所述的光源装置；导光装置； 显示元件； 投影光学系统；以及具有光源控制单元和显示元件控制单元的投影仪控制单元，该投影仪配置成能够以包括第一投影模式和第二投影模式的不同的投影模式进行投 影，将来自上述光源装置的光源光聚光在上述导光装置的入射面上。
9.根据权利要求8所述的投影仪，其特征在于，上述投影仪控制单元在上述第一投影模式和第二投影模式下，变换上述光学轮的荧光 体层中的上述激发光源照射激发光的区域和不照射激发光的区域。
10.根据权利要求9所述的投影仪，其特征在于，上述光源装置具备在圆周方向上并列设置有第一荧光发光区域、第二荧光发光区域以 及扩散透射区域的光学轮，其中在上述第一荧光发光区域和上述第二荧光发光区域形成有 上述荧光体层，在第一投影模式时，上述投影仪控制单元控制光源控制单元，在上述扩散透射区域以及上述第一荧光发光区域位于来自上述激发光源的射出光的 光轴上时，使上述激发光源点亮、使上述发光光源熄灭，在上述第二荧光发光区域位于来自上述激发光源的射出光的光轴上时，执行使上述激 发光源熄灭、使上述发光光源点亮的控制，并且控制上述显示元件控制单元，从而控制上述显示元件，以便以来自上述扩散透射区域 的射出光、来自上述第一荧光发光区域的射出光、来自上述发光光源的射出光的顺序生成 图像，在第二投影模式时，上述投影仪控制单元控制上述光源控制单元，在上述扩散透射区域以及上述第二荧光发光区域位于来自上述激发光源的射出光的 光轴上时，使上述激发光源点亮、使上述发光光源熄灭，在上述第一荧光发光区域位于来自上述激发光源的射出光的光轴上时，执行使上述激发光源熄灭、使上述发光光源点亮的控制，并且控制上述显示元件控制单元，从而控制上述显示元件，以便以来自上述扩散透射区域 的射出光、来自上述发光光源的射出光、来自上述第二荧光发光区域的射出光的顺序生成 图像。
11.根据权利要求9所述的投影仪，其特征在于，上述投影仪控制单元控制上述光源控制单元，在第一投影模式时和第二投影模式时执 行使上述光学轮向逆方向旋转的控制。
全文摘要
一种光源装置以及具备该光源装置的投影仪，该光源装置具有光学轮，具有多个扇形区域，由在圆周方向上并列设置二个以上的性质不同的荧光体层的荧光发光区域构成；轮马达，旋转驱动该光学轮；激发光源，向上述光学轮照射光；发光光源；聚光光学系统，使来自上述光学轮的光束以及上述发光光源的光束聚光在同一光路上，对敷设在上述荧光发光区域的二个以上的性质不同的荧光体层选择性地使上述激发光点亮，并且在上述激发光源不照射上述激发光的期间使上述发光光源点亮。
文档编号G03B21/20GK101937164SQ20101022085
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月29日 优先权日2009年6月30日
发明者增田弘树 申请人:卡西欧计算机株式会社