荧光轮及光源装置、投影仪的制作方法

专利名称：荧光轮及光源装置、投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光轮、使用该荧光轮的光源装置、和具有该光源装置的投影仪。
背景技术：
近年来，采用发光二极管或激光二极管、或者有机EL、荧光体发光等的光源，被用 作各种电气设备的光源。在这些各种各样的光源中，采用荧光体的发光的光源，通过提高照 射荧光体的激发光的能量密度、或者增大激发光的输出，能够获得高密度的发光。因此，关 于在电视机和照明装置等各种领域中使用的、采用荧光体的发光的光源，被提出了用于获 得更高亮度的发光的各种提案。但是，为了提高激发光的能量密度或者增大激发光的输出，需要使用功耗量大的 激发光源、或者使用大型的激发光源，所以很难应用于近年来变小型化的电气设备中。因此，例如在日本特开平7-37511号公报(专利文献1)中提出了以下方案，为了 增加等离子显示器面板的排列间距中的发光的量，在排列间距中的隔壁的表面形成凹凸， 在被该凹凸面被覆的荧光体层的表面也形成凹凸面，由此增大表面积，提高每排列间距的 亮度。另外，在日本特开2005-277331号公报(专利文献2)中提出了以下方案，在把内 面作为反射面的开口容器的内侧形成荧光体层，由此提高从荧光体层发出的发光的利用效率。专利文献1日本特开平7-37511号公报专利文献1日本特开2005-277331号公报如上所述，在采用荧光体的光源中，为了获得高亮度的荧光，采用增大发光面积、 或者会聚并利用全方位射出的荧光的方法。但是，在上述的提案中，沿与射出面大致平行的 方向射出的荧光的大部分成为不需要的光，所以存在荧光的利用效率低的问题。并且，在是将铺设有荧光体的面作为反射平面并通过照射激发光而射出荧光的荧 光轮的情况下，如果把高能量密度的激光等用作激发光源，透射荧光体层并在反射面反射 的能量较大的相干光有可能直接作为光源光射出到外部。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够提高荧光的利用效率的、具有荧光体的荧光轮， 具有该荧光轮的、安全性高而且能够射出高亮度的光的光源装置，以及使用该光源装置的 投影仪。为了达到上述目的，本发明的一个方式是一种荧光轮，具有将一面作为反射面的 基板和在所述基板的反射面上铺设荧光体而成的荧光体层，使该荧光体被激发光激发而发 出的荧光从所述基板的反射面侧射出，所述荧光轮的特征在于，在所述基板的反射面上形 成有细微反射构造，该细微反射构造反射该荧光，使得与所述基板的平面方向大致平行地 从所述荧光体发出的荧光在所述反射面侧射出。
为了达到上述目的，本发明的一个方式是一种光源装置，其特征在于，具有荧光轮 和激发光源，所述荧光轮具有将一面作为反射面的基板和在所述基板的反射面上铺设荧光 体而成的荧光体层，所述激发光源使该荧光体激发，从而从所述基板的反射面侧发出荧光，所述基板是在预定位置形成有环状凹部的圆板形状，在该环状凹部的底面形成有 所述细微反射构造，该细微反射构造反射该荧光，使得与所述基板的平面方向大致平行地 从所述荧光体发出的荧光在所述基板的反射面侧射出，并且在所述环状凹部沿圆周方向铺 设有发出红色波段光的红色荧光体层、发出绿色波段光的绿色荧光体层、和发出蓝色波段 光的蓝色荧光体层。为了达到上述目的，本发明的一个方式是一种光源装置，其特征在于，具备荧光 轮，具有将一面作为反射面的基板和在所述基板的反射面上铺设荧光体而成的荧光体层； 作为蓝色激光发光器的激发光源，配置成为光轴与所述荧光轮正交，使该荧光体激发而从 所述基板的反射面侧发出荧光，；和分色镜，配置在所述激发光源和所述荧光轮之间，透射 来自所述激发光源的射出光，并反射来自所述荧光轮的荧光，所述基板是在预定位置形成有环状凹部的圆板形状，在该环状凹部的底面形成有 所述细微反射构造，该细微反射构造反射该荧光，使得与所述基板的平面方向大致平行地 从所述荧光体发出的荧光在所述基板的反射面侧射出；并且在所述环状凹部沿圆周方向铺 设有发出红色波段光的红色荧光体层、发出绿色波段光的绿色荧光体层、和使光扩散透射 的扩散透射层。为了达到上述目的，本发明的一个方式是一种投影仪，其特征在于，具备光源装 置；显示元件；光源侧光学系统，将来自该光源装置的光引导到所述显示元件上；投影侧光 学系统，将来自所述显示元件的投影光投影到屏幕等上；和投影仪控制单元，所述光源装置 具备荧光轮，具有将一面作为反射面的基板和在所述基板的反射面上铺设荧光体而成的 荧光体层；作为紫外线激光发光器的激发光源，配置成为光轴与所述荧光轮正交，使该荧光 体激发而从所述基板的反射面侧发出荧光，；分色镜，配置在所述激发光源和所述荧光轮之 间，透射来自所述激发光源的射出光，并反射来自所述荧光轮的荧光；和马达，使所述荧光 轮旋转，所述基板是在预定位置形成有环状凹部的圆板形状，在该环状凹部的底面形成有 所述细微反射构造，该细微反射构造反射该荧光，使得与所述基板的平面方向大致平行地 从所述荧光体发出的荧光在所述基板的反射面侧射出，并且在所述环状凹部沿圆周方向铺 设有发出红色波段光的红色荧光体层、发出绿色波段光的绿色荧光体层、和发出蓝色波段 光的蓝色荧光体层。为了达到上述目的，本发明的一个方式是一种投影仪，其特征在于，具备光源装 置；显示元件；光源侧光学系统，将来自该光源装置的光引导到所述显示元件上；投影侧光 学系统，将来自所述显示元件的投影光投影到屏幕等上；和投影仪控制单元，所述光源装置 具备荧光轮，具有将一面作为反射面的基板和在所述基板的反射面上铺设荧光体而成的 荧光体层；作为紫外线激光发光器的激发光源，配置成为光轴与所述荧光轮正交，使该荧光 体激发而从所述基板的反射面侧发出荧光，；分色镜，配置在所述激发光源和所述荧光轮之 间，透射来自所述激发光源的射出光，并反射来自所述荧光轮的荧光；和马达，使所述荧光 轮旋转，
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所述基板是在预定位置形成有环状凹部的圆板形状，在该环状凹部的底面形成有 所述细微反射构造，该细微反射构造反射该荧光，使得与所述基板的平面方向大致平行地 从所述荧光体发出的荧光在所述基板的反射面侧射出，并且在所述环状凹部沿圆周方向铺 设有发出红色波段光的红色荧光体层、发出绿色波段光的绿色荧光体层、和使光扩散透射 的扩散透射层。


图1是本发明的实施例涉及的荧光轮的立体图及剖面示意图。图2是表示本发明的实施例涉及的荧光轮的反射状态的放大剖面示意图。图3是将本发明的实施例涉及的荧光轮的反射面的一部分放大的示意图。图4是将本发明的实施例涉及的荧光轮的反射面的一部分放大的示意图。图5是将本发明的实施例涉及的荧光轮的反射面的一部分放大的示意图。图6是将本发明的实施例涉及的荧光轮的反射面的一部分放大的示意图。图7是表示本发明的实施例涉及的荧光轮的反射状态的放大剖面示意图。图8是将本发明的实施例涉及的荧光轮的反射面的一部分放大的示意图。图9是将本发明的实施例涉及的荧光轮的反射面的一部分放大的示意图。图10是表示本发明的实施例涉及的荧光轮的反射状态的放大剖面示意图。图11是本发明的实施例涉及的光源装置的平面示意图。图12是表示使用本发明的实施例涉及的光源装置的投影仪的实施例的外观立体 图。图13是使用本发明的实施例涉及的光源装置的投影仪的功能电路框图。图14是表示使用本发明的实施例涉及的光源装置的投影仪的内部结构的平面示 意图。
具体实施例方式下面，根据附图详细说明本发明的实施例。图1是本实施例涉及的荧光轮71的外 观立体图及剖面示意图。图2是本实施例涉及的荧光轮71的放大剖面示意图。图3是将 本实施例涉及的荧光轮71的细微反射构造210放大的示意图。本实施例的荧光轮71如图1所示，包括圆形基板201、和在基板201的环状凹部 203中铺设的荧光体层205，基板201在其外周缘附近具有形成为环状的环状凹部203。激 发光照射荧光轮71的荧光体层205时，荧光体层205中的后面叙述的荧光体213被激发， 并发出预定波段的荧光。该荧光直接或者在环状凹部203的底面等反射后从射出面射出到 外部，该射出光被用作光源光。荧光轮71是光源装置中的一个部件。另外，射出面指环状 凹部203的开口侧的面。基板201利用反射率高的银等金属材料形成。在外周缘的附近形成有上述的环状 凹部203，在中心部形成有与后面叙述的马达等连接的开口。该环状凹部203的内面被特别 实施了镜面加工等。关于镜面加工的方法，由于基板201是利用反射率高的银等形成的，所 以存在通过研磨等来实施镜面加工的情况、和通过银蒸镀等来实施镜面加工的情况。荧光体层205在基板201的环状凹部203内部，沿圆周方向依次铺设有发出红色波段光的红色荧光体层205R、发出绿色波段光的绿色荧光体层205G、和发出蓝色波段光的 蓝色荧光体层205B。该荧光体层205的厚度为200 μ m以下。并且，该荧光体层205如图2所示，通过在硅树脂或玻璃等透射可见光线的部件即 粘合剂211中均勻地分散荧光体213而形成。另外，作为红色荧光体层205R中的红色荧光 体可以使用硼酸镉(Cd2B2O5)等。作为绿色荧光体层205G中的绿色荧光体可以使用硅酸锌 (ZnSiO3)等。作为蓝色荧光体层205B中的蓝色荧光体可以使用钨酸钙(CaWO4)等。但是， 不限于这些。并且，本实施例的荧光轮71的特征在于，如图1所示，在环状凹部203的底面具有 由多个细微的凹凸形成的细微反射构造210。该细微反射构造210如图2所示，是通过反射 荧光的光以使从荧光体213沿横向、即与基板201的平面方向大致平行地发出的荧光在基 板201的反射面侧射出，来提高荧光的利用效率而形成的。下面，关于细微反射构造210列举几个示例进行说明。在图3中，细微反射构造 210包括平面部221、和从该平面部221突出的四棱锥形状的多个凸部223，各个凸部223以 预定的间隔有规则地配置。另外，考虑到加工的容易程度等，优选凸部223之间的间隔在约 数μπι 数mm的范围内。并且，凸部223的高度形成为与荧光体层205的厚度大致相同， 即形成为约数μπι 数百μ m，优选形成为约数十μπι到200 μπι。并且，细微反射构造210 中的反射面如上所述被实施了镜面加工，所以入射到荧光体层205的激发光和在荧光体层 205内发出的荧光几乎没有衰减地反射。通过形成这种细微反射构造210，如图2所示，在入射到荧光体层205的激发光中， 没有直接照射荧光体213的光也在凸部223重复反射，由此能够提高照射荧光体213的概 率。并且，从荧光体213横向射出的荧光在凸部223的侧面反射而反射到射出面方向，所以 能够提高从射出面射出到外部的概率。因此，能够提高激发光的利用效率和荧光的利用效 率，不需提高激发光源的能量密度或者增大激发光源的输出就可获得高亮度的荧光。另外， 虽然使凸部223形成为四棱锥形状，但形成为多棱锥形状或者多棱梯形形状，也能够获得 相同的效果。另外，关于细微反射构造210，如图4所示，也可以是以预定的间隔有规则地排列 作为抛物线旋转体的凸部223而形成的构造。这样，通过使凸部223的侧面的形状形成为 使来自焦点的光呈平行光反射的特性的抛物面形状，例如即使不是来自焦点的光，也能够 使荧光沿与射出面接近垂直的方向反射。因此，从射出面射出的荧光的扩散角度变小，所以 能够提高荧光的利用效率。另外，虽然使凸部223形成为抛物线旋转体，但也可以是侧面为 抛物面形状的大致多棱锥形状或者大致多棱梯形形状。另外，关于细微反射构造210，如图5所示，也可以是将倒四棱梯形形状的凹部225 排列成网格状的构造。这样，通过形成排列倒四棱梯形形状的凹部225的构造，来自荧光体 213的射出光中沿横向射出的荧光，由于周围被凹部225的侧面包围，所以在凹部225的侧 面沿射出面方向反射，从射出面射出到外部。因此，以往成为不需要光的朝向横向的荧光的 一部分也能够作为有效光射出，所以能够提高发光的利用效率。并且，如上所述，从激发光 源射出的激发光也在凹部225的侧面重复反射，由此照射荧光体213的概率提高，激发光的 利用效率提高。另外，不限于图5所示的倒四棱梯形形状，也可以有规则地排列其他倒多棱 梯形形状的凹部225的构造。
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另外，关于细微反射构造210，如图6所示，也可以是平行地排列呈抛物面形状的 多个凹部225的列的构造。在这种构造中，如图7所示，从荧光体213沿横向射出的荧光在 抛物面形状的侧面反射，沿与射出面大致正交的方向反射，并从射出面射出到外部。并且， 入射到荧光体层205的光束的一部分也在抛物面形状的侧面重复反射，由此能够提高照射 荧光体213的概率，能够减小未照射荧光体213即释放到外部而成为无用的激发光。因此， 与上述的各种构造相同，能够提高发光及激发光的利用效率。另外，如图8所示，也可以是纵横垂直地排列多个抛物面形状的凹部225的构造， 即，使图5所示的倒四棱梯形形状的侧面成为抛物面形状的构造。在形成这种形状时，与上 述的各种构造相同，能够提高发光及激发光的利用效率。另外，关于细微反射构造210，如图9所示，也可以是有规则地排列多个旋转抛物 面形状的凹部225的构造，即，有规则地排列旋转抛物面形状的细微反射器的构造。通过形 成这种构造，与上述的各种构造相同，能够提高发光及激发光的利用效率。另外，在以上所述的构造中，设有凸部223的侧面或者形成凹部225的侧面从射出 面侧朝向基板201侧倾斜的构造、或者抛物面形状，但也可以形成为椭圆面形状。即，本发 明的荧光轮71的特征在于，在铺设荧光体层205的反射面上形成由凸部223和凹部225构 成的细微反射构造210，能够进行各种设计变更。另外，关于这种细微反射构造210的制造方法，能够采用激光加工、电铸法等。并 且，也可以是使用微接触式印刷等技术，在基板201的环状凹部203的反射面上形成作为细 微反射构造210的薄膜的结构。另外，以上叙述的荧光轮71不限于圆板形状，也可以是方形，可以在整个表面形 成以上所述的细微反射构造210，也可以是只在基板201的一部分形成细微反射构造210 的结构，能够根据使用状况实现各种设计变更。并且，荧光轮71不一定具有全部的红色、绿 色、蓝色的荧光体层205，也可以是只具有单色或白色光的荧光体层205的结构。根据如上所述构成的本实施例的荧光轮71，由于在基板201的反射面具有细微反 射构造210，所以能够将与基板201的平面方向大致平行地从荧光体213发出的、在现有的 荧光轮71中不能用作有效光的荧光的一部分用作有效光。因此，能够提高荧光的利用效 率，并能够用作可以输出高亮度的光源光的光源装置的荧光轮71，而不需提高激发光的能 量密度或输出。并且，根据这种荧光轮71，能够提高入射到荧光体层205的激发光也通过细微反 射构造210照射荧光体213的概率，所以能够提高激发光的利用效率。S卩，荧光体层205使得从内部的荧光体213发光的荧光从荧光体层205的表面射 出，而不是在荧光体层205内部吸收，所以能够提高发光效率。并且，如果使强力的激发光 垂直照射荧光体层205，则存在激发光透射荧光体层205而在基板201反射并再次射出到外 部而成为无用的激发光，但通过在细微反射构造210的倾斜面等重复反射，能够延长在荧 光体层205内的光路长度，所以能够提高激发光的利用效率。并且，通过使凸部223的高度形成为与荧光体层205的厚度相同的高度，能够提高 荧光体层205内的荧光及激发光在细微反射构造210的凸部223和凹部225反射的概率， 所以能够进一步提高荧光和激发光的利用效率。另外，通过利用反射率高的部件形成基板201，能够降低照射基板201的激发光和激发光和荧光的利用效率。并且，通过在基板201的反射面上 蒸镀反射率高的金属膜并实施镜面加工，也能够获得相同的效果。并且，使基板201形成为具有环状凹部203的圆板形状，在该环状凹部203的底面 形成细微反射构造210，在细微反射构造210上铺设荧光体层205来形成荧光轮71，由此能 够用作在投影仪的光源装置等中使用的荧光轮。另外，在该荧光轮中，荧光体层205构成为沿圆周方向铺设了红色荧光体层205R、 绿色荧光体层205G、和蓝色荧光体层205B，由此能够生成光的三原色即红色、绿色、蓝色波 段的荧光，所以能够在各种电气设备中使用。另外，如图10所示，也可以使以上所述的细微反射构造210形成为比荧光体层205 的厚度略小。通过这样形成细微反射构造210，能够增加在荧光体层205中能够涂敷的荧光 体213的容积，结果，能够增加从荧光轮71发出的荧光的发光量。下面，叙述使用了以上所述的荧光轮71的光源装置63。图11是使用了本实施例 的荧光轮71的光源装置63的平面示意图。光源装置63如图11所示，具有激发光源72 ； 上述的荧光轮71，接受来自激发光源72的射出光，沿预定方向射出光的三原色即红色、绿 色、蓝色的波段的光；和驱动荧光轮71旋转的马达73。并且，该光源装置63在激发光源72 的前方配置有准直透镜150，在荧光轮71的射出面侧具有聚光透镜组155及分色镜151和 凸透镜153等聚光光学系统。激发光源72是紫外线激光二极管等激光发光器，来自该激发光源72的射出光激 发荧光轮71中的上述荧光体213。该激发光源72被配置成为光轴与荧光轮71垂直，即光 轴与荧光轮71的旋转轴平行。另外，作为激发光源72，不一定使用紫外线激光发光器，也可 以使用紫外线发光二极管等。并且，也可以构成为在荧光轮71形成红色及绿色的荧光体层 和扩散透射层，把激发光源72作为蓝色激光发光器或蓝色发光二极管。以下说明聚光光学系统。在激发光源72和荧光轮71之间配置有分色镜151，该分 色镜151反射荧光，并使激发光透射。并且，该分色镜151使来自激发光源72的射出光透 射，并反射从荧光轮71射出的荧光，使其改变90度方向。并且，在荧光轮71的射出面附近、即位于激发光源72侧的面的附近，配置有聚光 透镜组155。该聚光透镜组155会聚激发光照射荧光轮71，并会聚从荧光轮71射出的荧光 射出到分色镜151。并且，来自激发光源72的射出光通过准直透镜150和聚光透镜组155 成为大致圆形断面的光束，并被会聚在荧光轮71上的上述荧光体层205上。另外，在分色镜151的前方、即在分色镜151反射后的荧光的光轴上，配置有凸透 镜153。该凸透镜153会聚在分色镜151反射的光束，并作为来自光源装置63的射出光，向 外部射出光源光。根据这样构成的本实施例的光源装置63，通过使用具有上述的细微反射构造210 的荧光轮71，能够提高激发光及荧光的利用效率，所以能够提供可以射出高亮度的光源光 的光源装置63。并且，根据这种光源装置63，能够获得光的三原色即红色、绿色、蓝色的荧光作为 光源光，所以能够在各种电气设备中使用。并且，通过配置分色镜151，作为相干光的激发光 不会射出到外部，所以能够获得安全性高的光源装置63。并且，通过使用具有上述的细微反射构造210且沿圆周方向铺设了红色、绿色、蓝
9色的荧光体层205的荧光轮71，能够提供射出高亮度且作为光的三原色的红色、绿色、蓝色 波段的光的光源装置63。另外，关于本实施例的光源装置63，叙述了使用具有细微反射构造210的荧光轮 71的光源装置63的一例，只要不变更发明的目的和宗旨，当然也能够采取其他结构。下面，说明使用这种光源装置63的投影仪10。图12是投影仪10的外观立体图。 另外，在本实施例中，左右表示相对于投影方向的左右方向，前后表示相对于从投影仪10 射出的光束的行进方向的前后方向。投影仪10如图12所示大致呈长方体形状，在形成为 主体壳体的前方的侧板的正面面板12的侧方，具有覆盖投影口的镜头盖19，并且，在该正 面面板12设置多个排气孔17。另外，还具有未图示的接收来自遥控器的控制信号的Ir接 收部。并且，在作为主体壳体的上面面板11设有键/指示器部37，在该键/指示器部37 配置有电源开关键和通知电源的接通或断开的电源指示器、切换投影的起动/停止的投影 开关键、在光源装置和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键或指示
ο另外，在主体壳体的背面，在背面面板设有设置了 USB端子和图像信号输入输出 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，在未图示的主体壳体的侧板即右侧面板14、和图12所示的侧板即左侧面板15的 下部附近，分别形成有多个进气孔18。下面，使用图13的框图说明投影仪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、图像转换部23、显示编码器24和显示驱动部26等，从输入输 出连接器部21输入的各种规格的图像信号，经过输入输出接口 22、系统总线(SB)，在图像 转换部23被统一转换成为适合于显示的预定格式的图像信号，然后输出给显示编码器24。并且，显示编码器24将所输入的图像信号展开存储在视频RAM25中，然后根据该 视频RAM25的存储内容生成视频信号，输出给显示驱动部26。显示驱动部26按照从显示编码器24输出的图像信号，以合适的帧速率驱动空间 光调制元件(SOM)即显示元件51，使从光源装置63射出的光束通过光源侧光学系统入射到 显示元件51上，由此利用显示元件51的反射光形成光学像，通过作为投影侧光学系统的投 影系统透镜组，在未图示的屏幕上投影显示图像。另外，通过透镜马达45对该投影侧光学 系统的可动透镜组97进行变焦调整或聚焦调整用的驱动。并且，图像压缩展开部31进行记录处理，通过ADCT及霍夫曼编码等处理，对图像 信号的亮度信号和色差信号进行数据压缩，并顺序写入到作为拆装自如的记录介质的存储 卡32中。另外，图像压缩展开部31进行以下处理，在播放模式时读出记录在存储卡32中 的图像数据，将构成一系列的动态图像的各个图像数据以1帧为单位展开，将该图像数据 通过图像转换部23输出给显示编码器24，使得能够根据存储在存储卡32中的图像数据进 行动态图像等的显示。控制部38掌管投影仪10内部的各个电路的动作控制，包括CPU、固定地存储了各 种设置等动作程序的ROM、和被用作工作存储器的RAM等。利用在主体壳体的上面面板11设置的由主要键及指示器等构成的键/指示器部 37的操作信号，直接被发送给控制部38，来自遥控器的键操作信号被Ir接收部35接收，在Ir处理部36进行解调后的代码信号被输出给控制部38。另外，声音处理部47通过系统总线(SB)与控制部38连接。该声音处理部47具 有PCM音源等音源电路，在投影模式和播放模式时将声音数据模拟化，驱动扬声器48将声 音放大并播放。并且，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，使得 在生成图像时所要求的预定波段光从光源装置63射出。具体地讲，进行以下控制，在要求 红色波段光的情况下，控制轮马达73，使红色荧光体层205R位于激发光源72的光轴上，在 要求绿色波段光的情况下，控制轮马达73，使绿色荧光体层205G位于激发光源72的光轴 上，在要求蓝色波段光的情况下，使蓝色荧光体层205B位于激发光源72的光轴上。另外，控制部38使冷却风扇驱动控制电路43进行基于在光源装置63等设置的多 个温度传感器的温度检测，根据该温度检测的结果，控制冷却风扇的旋转速度。并且，控制 部38也使冷却风扇驱动控制电路43进行以下控制，利用定时器等，在投影仪主体的电源断 开后还使冷却风扇持续旋转，或者根据基于温度传感器的温度检测的结果，将投影仪主体 的电源设为断开等。下面，说明该投影仪10的内部结构。图14是表示投影仪10的内部结构的平面示 意图。投影仪10如图14所示，在右侧面板14的附近配置有安装了电源电路块101等的电 源控制电路基板102，在大致中央配置有西洛克风扇型的底板110，在该底板110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 有光学系统单元70。并且，投影仪10利用划分用隔壁120将框体内部气密地划分为背面面板13侧的 进气侧空间室121和正面面板12侧的排气侧空间室122，底板110被配置成为使吸入口 111 位于进气侧空间室121，使排出口 113位于排气侧空间室122和进气侧空间室121的边界 处。光学系统单元70大致呈“ 二 ”形状，包括位于光源装置63附近的照明侧块78、位 于背面面板13侧的图像生成块79、以及位于照明侧块78和左侧面板15之间的投影侧块 80这3个块。该照明侧块78具有光源侧光学系统62的一部分，用于将从光源装置63射出的光 引导到图像生成块79具有的显示元件51上。作为该照明侧块78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 导光装置75的光进行会聚的聚光透镜等。图像生成块79作为光源侧光学系统62，具有光轴变更镜71，变更从导光装置75 射出的光束的光轴方向；多个聚光透镜，使通过该光轴变更镜71反射后的光会聚在显示元 件51上；和照射镜84，使透射这些聚光透镜后的光束按照预定的角度照射显示元件51。另 外，图像生成块79具有作为显示元件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，防止显示元件51成为高温。投影侧块80具有将在显示元件51反射并形成图像的光放出到屏幕上的投影侧光 学系统90的透镜组。作为该投影侧光学系统90，具有内置于固定镜筒中的固定透镜组93、 和内置于可动镜筒中的可动透镜组97，并且是具有变焦功能的可变焦式透镜，利用透镜马 达使可动透镜组97移动，由此能够进行变焦调整或聚焦调整。
并且，本实施例的投影仪10的光源装置63，采用具有荧光轮71的光源装置63，荧 光轮71具有上述的细微反射构造210。并且，在来自光源装置63的射出光的光轴上配置有 反射镜152，该反射镜152把光源光的光轴转换成为与导光装置75的光轴相同。并且，在反 射镜152的前方配置有导光装置入射透镜147，将光源光会聚到导光装置75的入射面上。根据这种投影仪10，光源装置63能够实现小型化，而且能够射出高亮度的光，所 以能够构成小型而且薄的投影仪10。
权利要求
一种荧光轮，具有将一面作为反射面的基板和在所述基板的反射面上铺设荧光体而成的荧光体层，使该荧光体被激发光激发而发出的荧光从所述基板的反射面侧射出，其特征在于，在所述基板的反射面上形成有细微反射构造，该细微反射构造反射该荧光，使得与所述基板的平面方向大致平行地从所述荧光体发出的荧光在所述基板的反射面侧射出。
2.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述细微反射构造包括平面部和从该 平面部突出的大致锥形状的多个凸部。
3.根据权利要求2所述的荧光轮，其特征在于，使所述大致锥形状的凸部的侧面形成 为抛物面形状。
4.根据权利要求2所述的荧光轮，其特征在于，使所述大致锥形状的凸部形成为抛物 线旋转体。
5.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述细微反射构造是平行地排列了呈 抛物面形状的凹部的列的构造。
6.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述细微反射构造是规则地排列了由 抛物面形状的侧面包围的大致倒多棱锥形状的凹部的构造。
7.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述细微反射构造是规则地排列了由 抛物面形状的四个侧面包围的大致倒四棱梯形形状的凹部而形成网格的构造。
8.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述细微反射构造是规则地排列了多 个旋转抛物面形状的凹部的构造。
9.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述细微反射构造中的凸部的高度或 凹部的深度形成为与所述荧光体层的厚度相同。
10.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述细微反射构造中的凸部的高度或 凹部的深度形成为比所述荧光体层的厚度略小。
11.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述基板利用反射率高的部件形成。
12.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述基板的反射面通过蒸镀反射率高 的金属膜被实施了镜面加工。
13.根据权利要求1所述的荧光轮，其特征在于，所述基板是圆板形状，在预定位置形 成有环状凹部，在该环状凹部的底面形成有所述细微反射构造，并且在所述环状凹部层叠 了所述荧光体层。
14.根据权利要求13所述的荧光轮，其特征在于，在所述环状凹部沿圆周方向铺设有 发出红色波段光的红色荧光体层、发出绿色波段光的绿色荧光体层、和发出蓝色波段光的 蓝色荧光体层。
15.一种光源装置，其特征在于，具有激发光源和权利要求14所述的荧光轮。
16.根据权利要求15所述的光源装置，其特征在于，所述激发光源是紫外线激光发光 器，配置成为光轴与所述荧光轮正交，在所述激发光源和所述荧光轮之间配置分色镜，该分色镜透射来自所述激发光源的射 出光，并反射来自所述荧光轮的荧光。
17.根据权利要求16所述的光源装置，其特征在于，所述荧光体基板是在所述环状凹 部沿圆周方向铺设发出红色波段光的红色荧光体、发出绿色波段光的绿色荧光体和发出蓝色波段光的蓝色荧光体而形成的荧光轮，所述光源装置具有使该荧光轮旋转的马达。
18.根据权利要求13所述的荧光轮，其特征在于，在所述环状凹部中沿圆周方向铺设 有发出红色波段光的红色荧光体层、发出绿色波段光的绿色荧光体层、和使光扩散透射的 扩散透射层。
19.一种光源装置，其特征在于，具有作为蓝色激光发光器的激发光源和权利要求18 所述的荧光轮，所述激发光源配置成为光轴与所述荧光轮正交，在所述激发光源和所述荧光轮之间配置分色镜，该分色镜透射来自所述激发光源的射 出光，并反射来自所述荧光轮的荧光。
20.根据权利要求19所述的光源装置，其特征在于，所述荧光体基板是在所述环状凹 部中沿圆周方向铺设发出红色波段光的红色荧光体层、发出绿色波段光的绿色荧光体层和 使光扩散透射的扩散透射层而形成的荧光轮，所述光源装置具有使该荧光轮旋转的马达。
21.一种投影仪，其特征在于，具有显示元件；权利要求17所述的光源装置；光源侧 光学系统，将来自该光源装置的光引导到所述显示元件上；投影侧光学系统，将来自所述显 示元件的投影光投影到屏幕等上；和投影仪控制单元。
22.一种投影仪，其特征在于，具有显示元件；权利要求20所述的光源装置；光源侧 光学系统，将来自该光源装置的光引导到所述显示元件上；投影侧光学系统，将来自所述显 示元件的投影光投影到屏幕等上；和投影仪控制单元。
全文摘要
本发明的目的在于，提供一种能够提高荧光的利用效率的、具有荧光体的荧光轮，具有该荧光轮的、安全性高而且能够射出高亮度的光的光源装置，以及使用该光源装置的投影仪。本发明的荧光轮具有将一面作为反射面的基板和在所述基板的反射面上铺设荧光体而成的荧光体层，使该荧光体被激发光激发而发出的荧光从所述基板的反射面侧射出，在所述基板的反射面上形成有细微反射构造，该细微反射构造反射该荧光，使得与所述基板的平面方向大致平行地从所述荧光体发出的荧光在所述基板的反射面侧射出。
文档编号G03B21/00GK101936505SQ201010220799
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