光源单元、光源装置及投影仪的制作方法

专利名称：光源单元、光源装置及投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备多个光源的光源单元、具备该光源单元的光源装置及具备该光源 装置的投影仪。
背景技术：
当今，作为将个人计算机画面、视频图像、以及存储在存储卡等的图像数据的图像 等投影到屏幕的图像投影装置，数据投影仪被广泛应用。该投影仪使从光源射出的光聚光 在被称作DMD(数字微镜器件digital micromirror device)的微镜显示器件或液晶板 上，并在屏幕上显示彩色图像。在这样的投影仪中，以往主流采用高亮度的放电灯作为光源。近年来，使用发光二 极管(LED)及激光二极管(LD)，或有机EL等半导体发光元件作为光源装置的发光元件的开 发及提案正在变多。例如，在日本特开2004-220015号公报中，提出了为使光量增加而将发光元件 配置为矩阵状的光源装置。然而，在专利文献1的发明中，发光面积增加且光学扩展量 (Etendue)的值变大，因此，成为无用光的光很多，从而存在来自发光二极管的射出光的利 用效率降低这一问题。另外，光学扩展量是将有效光的空间上的范围表示为面积与立体角 的乘积的值，也是保存在光学系统中的值。因此，在日本特开2004-341105号公报中，提出一种具备将荧光体沿圆周方向敷 设的发光轮与紫外线发光二极管的光源装置。在该日本特开2004-341105号公报的提案 中，该光源装置构成为，从内面侧向发光轮(light emitting wheel)照射作为激发光的紫 外线，将从该发光轮的前面一侧发出的荧光作为光源光来利用。在上述日本特开2004-341105号公报的发明中，为了增加荧光的光亮，需要增大 激发光的输出。作为增大激发光的输出的方法，有使用多个紫外线发光二极管的方法，此 时，由于激发光源的亮点(輝点)增大，因此存在为了将从多个亮点射出的光束在荧光体上 聚光而需要大型聚光透镜的问题。

发明内容
本发明鉴于上述现有技术的问题点而提出，目的在于，在将多个光源排列为平面 状的结构中，通过镜缩小来自各光源的射出光的间隔，由此，提供能够缩小从多个亮点射出 的光束的截面面积的光源单元、将来自该光源单元的射出光作为激发光及规定波长域光使 用的具备发光轮的光源装置、及具备该光源装置的小型且薄型的投影仪。本发明的光源单元、光源装置及投影仪的特征在于，由光源组和第一反射镜组构 成，该光源组是多个光源以形成行和列的方式排列成平面状，该第一反射镜组配置在上述 光源组的光轴上，通过缩小从上述光源组射出的光束的行间隔，将从上述光源组射出的光 束反射为在列方向被缩小了的光束。通过下面的详细说明及附图，能够充分地理解本发明，但这些仅用于说明本发明，并不是对本发明的限定。


图1是表示有关本发明的实施例的光源单元的外观的立体示意图。图2是表示有关本发明的实施例的光源单元的外观的立体示意图。图3是表示有关本发明的其他实施例的光源单元的外观的立体示意图。图4是表示有关本发明的另一个其他实施例的光源单元的外观的立体示意图。图5是对有关本发明的实施例的光源单元的光束的截面面积进行缩小的原理图。图6是表示有关本发明的实施例的投影仪的实施例的外观的立体图。图7是有关本发明的实施例的投影仪的功能电路框图。图8是表示有关本发明的实施例的投影仪的内部结构的俯视示意图。图9是有关本发明的实施例的投影仪所具备的光源装置的俯视示意图。
具体实施例方式以下使用附图对用于实施本发明的优选方式进行说明。但，下述实施方式中，附加 了用于实施本发明的在技术上的种种优选的限定，但发明范围不限于以下实施方式及附图 示例。本发明的投影仪10具备光源装置63、导光装置75、光源侧光学系统62、显示元件 51、投影侧光学系统90和投影仪控制单元。该光源装置63具备光源单元200、配置在从光源单元200射出的光束的光轴上的 发光轮71、旋转驱动发光轮71的轮马达73和作为单色发光元件的红色光源72。并且，光 源装置63具有聚光光学系统，该聚光光学系统使从发光轮71射出的光束的光轴与从红色 光源72射出的光束的光轴一致，并在导光装置75的入射面聚光。该发光轮71至少具有扩散透射区域与荧光反射区域，扩散透射区域与荧光反射 区域在圆周方向上并列设置。扩散透射区域是扩散透射来自以蓝色激光的光作为光源的光 源单元200的射出光的区域。荧光反射区域是具备发出绿色波段的光的荧光体的区域。并且，光源单元200由光源组210与第一反射镜组220构成，该光源组210以多个 光源201形成行及列的方式排列为平面状，该第一反射镜组220将从光源组210射出的光 束反射为截面面积在列方向被缩小了的光束。该第一反射镜组220配置在光源组210的光 轴上。第一反射镜组220通过缩小从构成光源组210的各行的光源201射出的光束的行间 隔，将从光源组210射出的光束反射为截面面积在列方向被缩小了的光束。此外，光源201由发光元件205与将来自发光元件205的射出光变换为平行光的 准直透镜207组合而形成。此外，光源组210以24个光源201形成长方形的方式排列成6 行4列。并且，第一反射镜组220通过在从光源组210的各行射出的光束的光轴上阶梯状 地配置分别不同的长方形状(短冊状)的反射镜225而构成。各反射镜225以消除来自各 反射镜225的反射光的相互间隔的方式被配置。下面根据附图详细说明本发明的实施例。图1及图2是表示本发明的光源单元200 的立体外观的示意图。本发明的光源单元200如图1及图2所示，包括以多个光源201形成行及列的方式排列为平面状的光源组210、基于在该光源组210的各光源201的光轴上所 分别配置的多个反射镜225的第一反射镜组220、以及基于在由第一反射镜组220反射的光 束的光轴上所配置的多个反射镜235的第二反射镜组230。该光源单元200首先通过第一反射镜组220，将从光源组210射出的光束变换为截 面面积在列方向被缩小了的光束。接着，该光源单元200通过第二反射镜组230，将从光源 组210射出的光束变换为截面面积在与第一反射镜组220正交的方向即行方向上被缩小了 的光束。这种光源单元200能够在不改变从光源组210射出的光束的扩散角度的情况下缩 小光束的截面面积并提高光束的密度。另外，列方向是正视图1时的上下方向，行方向是在 光源组210所排列的平面中的与列方向正交的方向。光源201由作为蓝色激光发光器等点光源的发光元件205与将从发光元件205射 出的光束变换为指向性增大了的平行光的准直透镜207组合而形成。光源组210构成为，24个光源201以形成为对置的边平行的八角形的方式排列为 6行6列。S卩，光源组210构成为，形成为第一行2个、第二行4个、第三行6个、第四行6 个、第五行4个、第六行2个的光源201以隔开规定间隔的状态等间隔地配置，在列方向也 同样，形成为2个、4个、6个、6个、4个、2个的光源201依次以等间隔配置，形成为对置的2 边平行的八角形。像这样在各光源201之间隔开规定间隔的目的在于，确保用于配置各光 源201用基板的空间及用于保持各光源201的保持部件的空间、布线用的空间。另外，在各 光源201之间隔开规定间隔还作为光源201的热对策。第一反射镜组220由长方形状的6片反射镜225、即与光源组210的光源201的 行数相同的反射镜225构成。该6片反射镜225通过缩小从位于光源组210的各行的光源 201射出的光束的行间隔，将其反射为截面面积在列方向被缩小了的光束。并且，该6片反 射镜225分别具备2片与配置有2个光源201的行相对应的2个光源用反射镜225、2片 形成为比2个光源用反射镜225宽度宽的4个光源用反射镜225、2片形成为比4个光源用 反射镜225宽度宽的6个光源用反射镜225。并且，第一反射镜组220构成为，分别不同的长方形状反射镜225相对于光轴成为 45度的角度，阶梯状地配置在从光源组210各行射出的光束的光轴上。并且，各反射镜225 以消除来自该各反射镜225的反射光的相互间隔的方式、即以在来自光源组210的射出光 的光轴方向上缩短各反射镜225的相互间隔的方式被配置。S卩，在配置有2个光源201的行的光轴上，2个光源用反射镜225相对于光轴成为 45度的角度而配置，在配置有4个光源201的行的光轴上，4个光源用反射镜225相对于光 轴成为45度的角度而配置，在配置有6个光源201的行的光轴上，6个光源用反射镜225相 对于光轴成为45度的角度而配置。在该第一反射镜组220中，将各反射镜225阶梯状地配置的目的在于，防止由各个 反射镜225反射的光束干扰其他反射镜225。并且，将各反射镜225以消除来自该各反射 镜225的反射光的相互间隔的方式来配置的目的在于，排除光源组210的行间的空间从而 反射为截面面积在列方向被缩小了的光束。第二反射镜组230由长方形状的6片反射镜235、即与光源组210的光源201的列 数相同的反射镜235构成。该6片反射镜235构成为，分别不同的长方形状反射镜235阶 梯状地配置在从光源组210各列射出的、被第一反射镜组220反射后的光束的光轴上。并
6且，6片反射镜235与第一反射镜组220同样，分别具备2片与配置有2个光源201的列相 对应的2个光源用反射镜235、2片形成为比2个光源用反射镜235宽度宽的4个光源用反 射镜235、2片形成为比4个光源用反射镜235宽度宽的6个光源用反射镜235。另外，各反射镜235以相对于从光源组210各列射出的、被第一反射镜组220反射 后的光束的光轴成为45度的角度的方式而配置。即，第二反射镜组230将由第一反射镜组 220反射的光束的光轴，变换为与该光轴及光源组210的光轴正交的方向。并且，各反射镜 235以消除来自该各反射镜235的反射光的相互间隔的方式、即以在被第一反射镜组220反 射后的反射光的光轴方向上缩短各反射镜235的相互间隔的方式被配置。并且，该第二反射镜组230通过缩小从光源组210射出的光束的行方向的长度，缩 小该光束的行方向的截面面积，并且提高光束的密度。即，根据第二反射镜组230，能够在光 源组210射出的光束的截面上，缩小与被第一反射镜组220缩小的方向正交的方向上的长 度。由此，本实施例的光源单元200能够出射截面面积小且高亮度的光束。另外，多个反射镜225、235与在对应行或对应列上配置的光源201的个数相对应 地采用长度不同的反射镜，但也可以使全部反射镜225、235为同一大小，并能够依照采用 了光源单元200的电子设备的光源单元200的配置空间及配置场所的形状而自由地变换。接着，说明构成为缩小从光源组210射出的光束的截面面积的光源单元200的其 他实施例。图3是表示有关其他实施例的光源单元200的外观的立体示意图。在上述光源 单元200中，将来自光源组210的射出光在2个方向上进行了缩小，但，如图3所示，也可以 构成为，在光源组210的光轴上配置第一反射镜组220，只在一个方向上缩小光束的截面面 积。这样构成的光源单元200由光源组210与第一反射镜组220构成，该第一反射镜 组220配置在从该光源组210射出的光束的光轴上，并对光轴进行90度变换。并且，该光 源组210构成为，将由相互接近的多个光源201呈直线配置而成的多个光源体设置间隔地 配置为平面状，以便在光源体相互之间形成有放热空间。由发光元件25与准直透镜207组 合而成的24个光源201以形成为长方形的方式等间隔地配置为6行4列。并且，第一反射镜组220由长方形状的6片反射镜225构成。此外，第一反射镜组 220构成为，分别不同的长方形状的反射镜225，相对于光轴成为45度的角度，阶梯状地配 置在从光源组210的各行射出的光束的光轴上。并且，该6片反射镜225通过缩小从位于 光源组210的各行的光源201射出的光束的行间隔，从而将该光束反射为截面面积在列方 向被缩小了的光束。并且，各反射镜225以消除来自该各反射镜225的反射光的相互间隔 的方式、即以在来自光源组210的射出光的光轴方向上缩短各反射镜225的相互间隔的方 式配置。在将多个光源并列排列的装置中，当多个光源彼此相互需要放热空间时，在各光 源之间具有规定间隔地配置。但是，在这种装置中，由于各光源之间具有规定间隔地配置， 所以从多个光源射出的光束的截面面积会放大。本实施例的光源单元200是这样一种结 构即使具有规定间隔地配置多个光源，也能够通过第一反射镜组220缩小从这些光源组 射出的光束的截面面积，并射出提高了密度的光束。此外，对有关另一个其他实施例的光源单元200进行说明。图4是表示本实施例 的光源单元200的立体外观的示意图。本实施例的光源单元200在如图3所示的、构成为在光源组210的光轴上配置第一反射镜组220并只在一个方向上缩小光束的截面面积的光 源单元200中，如图4所示，以由一个反射镜225反射从一个光源201射出的光的方式构成 第一反射镜组220。S卩，在本实施例的光源单元200中，第一反射镜组220具备与光源组210的光源 201的数量相同的反射镜225，各反射镜225在光源组210的各光源201的光轴上分别以相 同的倾斜度而配置，并且，各反射镜225以消除来自该各反射镜225的反射光的相互间隔的 方式、即以在光源组210的光轴方向上缩短各反射镜225的相互间隔的方式配置。另外，在本实施例的光源单元200中，构成为各反射镜225以同一倾斜度排列，但 也可以为了使来自各光源201的射出光聚光到规定的一点而将各反射镜225设置为不同的 倾斜度来进行排列。接着，在上述各实施例中，以第一反射镜组220为例，对通过反射镜组220、230使 从光源组210射出的光束的截面面积缩小的原理进行说明。图5是用于说明本实施例的第 一反射镜组220的对光束的截面面积进行缩小的原理的参考图。另外，从光源201的准直 透镜207射出的光束均为平行光。若将光源201的准直透镜207的直径设为a，将光源间的行间隔设为b，则如图5 所示，光源组210的列方向的全长由于具有6列而成为6a+5b，由于从光源201的准直透镜 207射出的光束均为平行光，所以从光源组210射出的光束的截面面积的列方向的全长也 成为6a+5b。在通过一片反射镜220e使从这种光源组210射出的光束相对于列方向而直角反 射的情况下，由反射镜220e反射的光束的截面的列方向的全长成为6a+5b。然而，在本实施 例中，在每一行配置不同的长方形状的反射镜225，在光源组210的光轴方向缩短各反射镜 225的相互间隔地配置这些反射镜225。由此，由各反射镜225反射的光束成为删除了光源 组210的各光源201间的间隔b的状态的光束，从而光束的列方向的全长成为6a。根据如上构成的光源单元200，由于具有缩小从构成光源组210的各行的光源201 射出的光束的行间隔从而反射为在列方向上截面面积被缩小的光束的第一反射镜组220， 因此能够使来自光源组210的射出光成为截面面积在规定方向被缩小了的光束，能够缩小 光源单元200的光学扩展量。此外，通过在从光源组210的各行射出的光束的光轴上阶梯状地配置多个反射镜 225来构成第一反射镜组220，根据以消除来自各反射镜225的反射光的相互间隔的方式配 置各反射镜225的光源单元200，能够防止被各反射镜225反射后的光束干扰其他反射镜 225，并且能够反射为消除了光源组210的行方向的光源201间的间隔的光束。另外，第一反射镜组220由与光源组210的光源201的行数相同的长方形状的反 射镜225构成，根据以与光源组210的行方向平行的方式分别以相同倾斜度配置各反射镜 225而构成的光源单元200，能够在保持从准直透镜207射出的扩散角度的状态下，射出截 面面积在规定的一个方向上缩小了的光束，能够缩小光源单元200的光学扩展量。此外，第一反射镜组220由与光源组210的光源201的个数相同的反射镜225构 成，根据将各反射镜在光源组210的各光源201的光轴上以相对于该光轴具有规定倾斜度 的状态进行配置而构成的光源单元200，由于存在与各光源201分别对应的反射镜225，所 以即使在光源组210的光源201的配置不规则等的情况下，也能够容易地缩小光束的截面
8面积。另外，根据在由第一反射镜组220反射的光束的光轴上具备第二反射镜组230的 光源单元200，由于能够使来自光源组210的射出光成为在与由第一反射镜组220反射的方 向正交的方向上截面面积缩小了的光束，所以成为能够在与平面正交的两个方向上缩小光 束的截面面积。此外，第二反射镜组230与第一反射镜组220同样，根据以消除来自各反射镜235 的反射光的相互间隔的方式来配置多个长方形状的各反射镜235而构成的光源单元200， 与上述第一反射镜组220的效果相同，能够防止被各反射镜235反射后的光束干扰其他反 射镜235，并且能够反射为消除了光源组210的列方向的光源201间的间隔的光束。并且，根据本实施例的光源单元200，通过第一反射镜组220及第二反射镜组230， 能够在正交的两个方向缩小从光源组210射出的光束的截面面积，并能够提高光束的密 度。并且，通过采用该光源单元200，能够将直径小的小型透镜等作为光学系统使用，能够提 供可射出高亮度光的小型及薄型的电子设备。另外，第一反射镜组220及第二反射镜组230不仅限于以相对于光源201的光轴 为45度的角度而配置，还可以以缩小行或列的各光的间隔的方式调整相对于光源201的距
离与角度。此外，由于通过使光源201成为由发光元件205与准直透镜207组合而形成的结 构，通过准直透镜207将来自发光元件205的射出光转换为平行光，所以能够提高来自光源 201的射出光的利用效率。另外，光源组210构成为，以形成对置的两边成为平行的八角形的方式将24个光 源201排列为6行6列的结构，由此，从光源组210射出的光束的截面形状成为近似于圆形 的形状，所以能够使来自光源单元200的射出光的密度均勻。此外，根据本实施例的光源单元200，即使在以24个光源201形成长方形的方式将 光源组210排列为6行4列的情况下，例如，也能够容易地改变光束的截面形状，例如改变 为与比例为4 3的显示元件的形状一致的截面形状的光束，或是截面形状为正方形的光
束ο下面，作为采用了这种光源单元200的电子设备，以投影仪10为例来进行说明。图 6是投影仪10的外观立体图。并且，在本实施例中，左右表示相对于投影方向的左右方向， 前后表示相对于光束的行进方向的前后方向。投影仪10如图6所示，为大致长方体形状， 在作为主体壳体的前方的侧板的正面面板12的侧方，设有覆盖投影口的镜头盖19，并且在 该正面面板12上具有多个排气孔17。另外，虽然未图示，但投影仪10具备接收来自遥控器 的控制信号的Ir接收部。此外，在作为主体壳体的上面面板11上设有按键指示器部37。在该按键指示器部 37，配置了电源开关键及通知电源的接通或断开的电源指示器，切换投影的打开、关闭的投 影开关键，在光源装置、显示元件或控制电路等过热时进行通知的过热指示器等的按键和/ 或指示器。另外，在主体壳体的背面，在背面面板上设有具备USB端子及图像信号输入用的 D-SUB端子、S端子、RCA端子等的输入输出连接器部以及电源适配器插头等各种端子20。 另外，在未图示的作为主体壳体的侧板的右侧面板14、以及图6所示的作为侧板的左侧面板15的下部附近，分别形成有多个吸气孔18。接着，利用图7的模块图说明投影仪10的投影仪控制单元。投影仪控制单元由控 制部38、输入输出接口 22、图像转换部23、显示编码器24、显示驱动部26等构成。从输入 输出连接器部21输入的各种规格的图像信号经由输入输出接口 22、系统总线(SB)，被图像 转换部23转换以使其统一为适合于显示的规定格式的图像信号后，输出给显示编码器24。此外，显示编码器24在将输入的图像信号展开存储至视频RAM25的基础上，根据 该视频RAM25的存储内容生成视频信号而输出给显示驱动部26。显示驱动部26与从显示编码器24输出的图像信号相对应，以适当的帧率来驱动 作为空间光调制元件(SOM)的显示元件51，将从光源装置63射出的光束经由光源侧光学系 统照射至显示元件51，由此通过显示元件51的反射光形成光像，并经由作为投影侧光学系 统的投影系统透镜组来在未图示的屏幕上投影显示图像。另外，该投影侧光学系统的可动 透镜组97通过透镜电动机45来进行用于变焦调整和聚焦调整的驱动。此外，图像压缩扩展部31进行如下记录处理，即通过ADCT以及哈夫曼编码等处 理，对图像信号的亮度信号以及色差信号进行数据压缩，并依次写入作为装卸自由的记录 介质的存储卡32中。另外，图像压缩扩展部31在再现模式时，进行以下处理，S卩将记录在 存储卡32中的图像数据读出，以1帧为单位将构成一系列的动画的各个图像数据扩展，并 将该图像数据经由图像转换部23输出至显示编码器24，根据存储在存储卡32中的图像数 据，能够进行动画等的显示。控制部38进行投影仪10内的各电路的动作控制，由CPU、固定存储了各种设定等 的动作程序的ROM以及用作工作存储器(work memory)的RAM等构成。由设在主体壳体的上面面板11上的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，来自遥控器的按键操作信号由Ir接收部35接收，由 Ir处理部36解调后的编码信号被输出至控制部38。另外，声音处理部47经由系统总线(SB)连接到控制部38。该声音处理部47具备 PCM音源等的音源电路，在投影模式以及再现模式时，将声音数据模拟化，并驱动扬声器48 进行扩音播放。此外，控制部38控制光源控制电路41，该光源控制电路41控制光源装置63，以使 得图像生成时所请求的规定波段的光从光源装置63射出。具体而言，当请求红色波段的光 时，停止点亮后述光源单元200的发光元件205，并使红色光源72的发光元件点亮。并且， 当请求绿色波段的光时，使光源单元200的发光元件205点亮，并且控制轮电动机73，进行 使绿色荧光区域位于光源单元200的发光元件205的光轴上的控制。并且，当请求蓝色波 段的光时，使光源单元200的发光元件205点亮，并且控制轮电动机73，进行使扩散透射区 域位于光源单元200的发光元件205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进行基于设于光源装置63等的多个 温度传感器的温度检测，并根据该温度检测的结果控制冷却风扇的旋转速度。另外，控制部 38还进行以下控制，即使冷却风扇驱动控制电路43通过定时器等在投影仪主体的电源关 断(OFF)之后还持续冷却风扇的旋转，或者根据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。接着，说明该投影仪10的内部构造。图8是表示投影仪10的内部构造的俯视示意图。投影仪10如图8所示，在右侧面板14的附近配置了安装有电源电路模块101等的 电源控制电路基板102，在大致中央配置了西罗科(Sirocco)风扇类型的吹风机110，在该 吹风机110的附近配置了控制电路基板103，在正面面板12的附近配置了光源装置63，在 左侧面板15的附近配置了光学系统单元70。此外，投影仪10通过划分用隔壁120将箱体内气密地划分为背面面板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，吹风机110配置为，吸入口 111位于 吸气侧空间室121，而排出口 113位于排气侧空间室122与吸气侧空间室121的边界。光学系统单元70是由位于光源装置63的附近的照明侧模块78、位于背面面板13 侧的图像生成模块79、以及位于照明侧模块78与左侧面板15之间的投影侧模块80这3个 模块构成的大致“二”字状。该照明侧模块78具备光源侧光学系统62的一部分，该光源侧光学系统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。作为该照明侧模块78所 具有的光源侧光学系统62，有使从光源装置63射出的光束成为均勻的强度分布的光束的 导光装置75、以及将透射过导光装置75的光聚光的聚光透镜等。图像生成模块79作为光源侧光学系统62，具备光轴变更镜74，变更从导光装置 75射出的光束的光轴方向；多片聚光透镜，使由该光轴变更镜74反射的光聚光到显示元件 51 ；以及照射镜84，将透射过这些聚光透镜的光束以规定的角度照射到显示元件51。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，配置了 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变为高温。投影侧模块80具有将由显示元件51反射并形成图像的光放出至屏幕的投影侧光 学系统90的透镜组。作为该投影侧光学系统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内置在固定镜筒中的固定透镜组93和内置在可动镜筒中的可动镜 筒组97，该投影侧光学系统90通过透镜电动机使可动透镜组97移动，从而能够进行变焦调 整和聚焦调整。下面，说明本实施例的投影仪10的光源装置63。图9是光源装置63的俯视图。 光源装置63如图9所示，具有光源单元200，以导光装置75的中心轴与光轴正交的方式配 置；发光轮71，配置在光源单元200的光轴上，以使得光源单元200的光轴与旋转轴平行； 轮马达73，旋转驱动发光轮71 ；作为单色发光元件的红色光源72，以光源单元200的光轴 与光轴正交的方式配置；聚光光学系统，使从发光轮71射出的光束的光轴及从红色光源72 射出的光束的光轴一致，并在规定的一面上聚光。光源单元200如上所述，具备具有多个光源201的光源组210，及配置在光源组 210的前方的、对光轴进行90度变换且缩小光束的截面面积的第一反射镜组220，该光源单 元200射出蓝色激光。另外，光源201由作为发光元件205的蓝色激光发光器与配置在发 光元件205前方的准直透镜207组合而成。发光轮71至少由扩散透射区域与荧光反射区域在圆周方向并列设置而成，该扩 散透射区域扩散来自光源单元200的射出光，该荧光反射区域具备发出规定波段的光的荧 光体。具体而言，在荧光反射区域敷设有具备绿色荧光体的绿色荧光体层，敷设了该绿色荧 光体层的区域的发光轮71的表面作为反射面。并且，发光轮71通过来自光源单元200的 射出光照射在绿色荧光体层，将绿色波段的荧光的光射出到光源单元200 —侧，并且通过自光源单元200的射出光照射在扩散透射层，将扩散后的蓝色波段的光从内面侧射出。红色光源72是红色发光二极管等射出红色光的发光元件，配置在光源单元200与 发光轮71之间的位置，以使得来自光源单元200的射出光与光轴正交。并且，聚光光学系统由镜组151、凸透镜组153、聚光透镜组155和导光装置入射透 镜组154构成。镜组151具备第一镜151a，配置在与发光单元200的光轴和红色光源72 的光轴正交的位置；第二镜151b，在发光轮71的内面侧且配置在导光装置75的中心轴的 延长线与光源单元200的光轴的延长线所交叉的位置上；第三镜151c，配置在红色光源72 的光轴上；以及第四镜151d，配置于在第三镜151c反射后的红色波段的光的光轴与导光装 置75的中心轴的延长线所交叉的位置上。第一镜151a作为二向色镜，透射蓝色波段的光与红色波段的光，并反射绿色波段 的光。并且，第二镜151b作为反射镜，使导光装置75的光轴与扩散透射过发光轮71的蓝 色波段的光的光轴一致。第三镜151c作为反射镜，使红色波段的光及绿色波段的光向第四 镜151d反射。第四镜151d作为二向色镜，透射蓝色波段的光，反射红色波段的光及绿色波 段的光。此外，作为聚光光学系统的凸透镜组153具备第一凸透镜153a，配置在光源单元 200与第一镜151a之间；第二凸透镜153b，配置在第二镜151b与第四镜151d之间 ’第三 凸透镜153c，配置在第一镜151a与第三镜151c之间；以及第四凸透镜153d，配置在第三镜 151c与第四镜151d之间。另外，作为聚光光学系统的聚光透镜组155配置在红色光源72的附近与发光轮71 的内外两面附近，使来自红色光源72及发光轮71的射出光聚光。并且，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，将来自光源装置63的红色波段的光、 绿色波段的光和蓝色波段的光聚光到导光装置75的入射面。并且，在这种光源装置63中，从光源单元200射出的蓝色激光被第一凸透镜153a 聚光之后，透射过第一镜151a，通过聚光透镜组155照射到发光轮71的荧光反射区域及扩 散透射区域。从光源单元200射出并照射到荧光反射区域的光束作为激发光而激发荧光 体，荧光体发出绿色波段的光。并且，从光源单元200射出并照射到发光轮71的扩散透射 区域的光束发生扩散，性质从相干光转变为非相干光，作为非相干光的蓝色波段的光从发 光轮71的内面侧射出。此外，从红色光源72射出的红色波段的光通过聚光透镜组155聚光，并透射过第 一镜151a。从发光轮71向光源单元200的所在方向射出的绿色波段的光通过聚光透镜组 155聚光，并照射到第一镜151a。并且，透射过第一镜151a的红色波段的光及在第一镜151a 反射后的绿色波段的光，通过第三凸透镜153c及第四凸透镜153d聚光，并且在第三镜151c 及第四镜151d反射，通过导光装置入射透镜154在导光装置75的入射面聚光并入射到导 光装置75内。另外，扩散透射过发光轮71的蓝色波段的光通过聚光透镜组155聚光并照 射到第二镜151b，在第二镜151b反射，由第二凸透镜153b聚光并透射过第四镜151d后，通 过导光装置入射透镜154在导光装置75的入射面聚光并入射到导光装置75内。这种光源装置63能够射出作为光的三原色的红色波段的光、绿色波段的光及蓝 色波段的光。因此，本实施例的投影仪10通过上述光源控制电路41控制光源单元200的 发光元件205及红色光源72与发光轮71，由此能够射出用于生成图像的所希望的波段的
12光，并且，通过显示元件51将这些规定波段的光作为图像的构成要素反射到投影侧光学系 统90，从而能够实现图像的彩色投影。根据本实施例的光源装置63，如上所述，向发光轮71照射作为激发光的光及蓝色 波段的光的光源单元200，能够射出高亮度且截面面积小、密度高的光束，所以能够利用为 可实现光亮度及明亮度高的图像的投影的投影仪10中的光源装置63。此外，根据本实施例的光源装置63，使用蓝色激光发光器作为光源单元200的发 光元件205，从发光轮71的荧光反射区域射出绿色波段的光，从发光轮71的扩散透射区域 射出蓝色波段的光，从独立的红色光源72射出红色波段的光，通过这种结构，能够大致使 各波段的光的光束的光亮度及明亮度均勻，所以在进行投影仪10的图像投影时，能够防止 投影图像产生明亮度的差异等。并且，根据具备这种光源装置63的投影仪10，能够投影出光亮度及明亮度高且所 有波段的光的光亮度及明亮度均勻的投影图像。根据本发明，在将多个光源排列为平面状的结构中，通过反射镜缩小来自各光源 的射出光的间隔，由此，能够提供光源单元，能够缩小从多个亮点射出的光束的截面面积； 光源装置，具备发光轮，该发光轮将来自该光源单元的射出光作为激发光及规定波长域光 来利用；以及具备该光源装置的小型及薄型投影仪。另外，本发明不仅限于上述实施方式，在不脱离其主要思想的范围内，可以在实施 阶段进行各种变形。并且，在上述实施方式中执行的功能可以尽可能地进行适当组合而实 施。上述是实施方式中包含各种阶段，根据基于所公开的多个结构要件的适当组合可以归 纳出各种发明。例如，即使从实施方式所示的全部结构要件中删除几个结构要件，只要能够 得到效果，则删除了该结构要件的结构也可作为发明而被归纳出。
权利要求
一种光源单元，其特征在于，具备光源组，多个光源以形成行和列的方式排列为平面状；以及第一反射镜组，配置在该光源组的光轴上，通过缩小从上述光源组射出的光束的行间隔，将从上述光源组射出的光束反射为在列方向上被缩小了的光束。
2.如权利要求1所记载的光源单元，其特征在于 上述光源组的各光源的射出光为平行光，上述第一反射镜组构成为在从上述光源组的各行射出的光束的光轴上阶梯状地配置 多个反射镜，各反射镜以消除来自各反射镜的反射光的相互间隔的方式配置。
3.如权利要求2所记载的光源单元，其特征在于上述第一反射镜组由长方形状的反射镜构成，该长方形状的反射镜的数量与上述光源 组中的光源的行数相同，各反射镜配置为以与上述光源组的行方向平行的方式分别具有相同的倾斜度。
4.如权利要求2所记载的光源单元，其特征在于上述第一反射镜组由与上述光源组中的光源的数量相同数量的反射镜构成， 各反射镜配置在上述光源组的各光源的光轴上，并相对于该光轴具有规定的倾斜度。
5.如权利要求1所记载的光源单元，其特征在于具有第二反射镜组，该第二反射镜组配置在被第一反射镜组反射后的光束的光轴上， 通过缩小从构成上述光源组的各列的上述光源射出的光束的列间隔，从而经由第一反射镜 组将从上述光源射出的光束反射为截面面积在行方向上被缩小了的光束。
6.如权利要求5所记载的光源单元，其特征在于上述第二反射镜组构成为，在从上述光源组的各列射出并被上述第一反射镜组反射后 的光束的光轴上，阶梯状地配置有分别不同的长方形状的反射镜， 各反射镜配置成消除来自各反射镜的反射光的相互间隔。
7.如权利要求1所记载的光源单元，其特征在于上述光源由发光元件和准直透镜组合而成，该准直透镜将来自该发光元件的射出光转 换为平行光。
8.一种光源装置，具备权利要求1 7中任一项所记载的光源单元； 发光轮，配置在从该光源单元射出的光束的光轴上； 轮马达，旋转驱动该发光轮；以及 单色发光元件，该光源装置还具有聚光光学系统，该聚光光学系统使从上述发光轮射出的光束的光轴 与从上述单色发光元件射出的光束的光轴一致并聚光在规定的一个面上，上述发光轮至少在圆周方向并列设置扩散透射区域和荧光反射区域而成，该扩散透射 区域扩散来自上述光源单元的射出光，该荧光反射区域具备发出规定波段的光的荧光体。
9.如权利要求8所记载的光源装置，其特征在于 上述光源单元的发光元件为蓝色激光发光器， 上述荧光反射区域的荧光体为绿色荧光体；上述单色发光元件为红色发光二极管。
10.一种投影仪，具备权利要求8所记载的光源装置； 导光装置； 光源侧光学系统； 显示元件；投影侧光学系统；以及 投影仪控制单元，上述光源装置的聚光光学系统将光源光聚光在上述导光装置的入射面上。
11.一种投影仪，具备权利要求9所记载的光源装置； 导光装置； 光源侧光学系统； 显示元件；投影侧光学系统；以及 投影仪控制单元，上述光源装置的聚光光学系统将光源光聚光在上述导光装置的入射面上。
全文摘要
本发明提供一种光源单元以及具备该光源单元的投影仪，该光源单元包括光源组，以多个光源形成行及列的方式排列为平面状；以及第一反射镜组，配置在光源组的光轴上，通过缩小从构成光源组各行的光源射出的光束的行间隔，作为截面面积在列方向缩小了的光束反射，第一反射镜组构成为，在从光源组各行射出的光束的光轴上阶梯状地配置分别不同的长方形状的反射镜，各反射镜以消除来自各反射镜的反射光的相互间隔的方式配置，由此能够缩小光束的截面面积。
文档编号F21V17/00GK101937163SQ20101022084
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
发明者中村英贵, 佐藤诚, 荻野浩 申请人:卡西欧计算机株式会社