光源装置及投影仪的制作方法

专利名称：光源装置及投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及光源装置及投影仪。
背景技术：
目前，作为将个人电脑的画面、视频图像、还有存储于存储卡等中的图像数据的图像等投影于屏幕上的图像投影装置，多使用数据投影仪。该投影仪是使从光源射出的光聚光到被称为DMD(digital micro-mirror device,数字微镜装置)的微镜显示元件或者液晶板上，并在屏幕上显示彩色图像的装置。而且，伴随个人电脑、DVD播放机等视频设备的普及，投影仪的用途从业务用演示扩大至家庭使用。在这种投影仪中，目前的主流是以高亮度的放电灯作为光源，但近年来，使用LED、激光二极管等半导体发光元件作为光源的开发及提案也逐渐增多。 因此，例如，在日本特开2007-157548号公报中，考虑因红色、绿色及蓝色用的各LED芯片的形状及发光色的不同而发生变化的配光特性，公开有提高光利用效率的光源装置及投影仪。但是，上述投影仪是按照发光色的配光特性而使用不同的配光部件，并对其配光特性进行调整，提高光的利用效率并向规定长的导光装置导光的设备，但是不能抑制从导光装置向规定的一面照射的射出光在该一面内的光照不均。

发明内容
本发明提供一种光源装置，包括多个光源，分别照射波段彼此不同且配光分布彼此不同的光；聚光透镜组，使来自所述各光源的光分别聚光；导光装置，配置于所述各光源的被聚光的光的光轴上，使所述各光源的被聚光的光以均匀的照度进行分布；导光光学系统，使所述各光源的被聚光的光以同一光轴向所述导光装置的入射口照射；扩散板轮(wheel)，配置于所述导光装置的入射口，在圆周方向具备扩散率不同的多个区段(segment)；电动机，使所述扩散板轮旋转；光源控制部，与所述光源的点灯同步地控制所述扩散板轮的旋转。另外，本发明提供一种投影仪，其具备技术方案I所述的光源装置；显示元件；光源侧光学系统，其将来自所述光源装置的光向所述显示元件导光；投影侧光学系统，其将从所述显示元件射出的图像投影于屏幕上；投影仪控制装置，其控制所述光源装置及显示元件，
所述光源装置作为多个光源具备发出红色波段的光的光源、发出蓝色波段的光的光源、及发出绿色波段的光的光源。如以下所述，本发明的优点分为以下四部分，各部分通过以下描述明确，或者也可以在实践本发明的过程中了解其优点。本发明的优点可通过以下特别提出的仪器及其组合实现及获得。


以下为本发明的附图，该附图属于说明书并构成本说明书的一部分，对本发明的实施方式进行了说明，并与以上给出的概述和以下给出的详述共同用于解释本发明。图I是表示本发明的实施方式的投影仪的外观立体图；图2是表示本发明的实施方式的投影仪的功能框图； 图3是表示本发明的实施方式的投影仪的内部构造的平面示意图；图4是表示本发明的实施方式的导光光学系统的说明图；图5是本发明的实施方式的向扩散板照射的各色光的配光特性的说明图；图6是本发明的实施方式的扩散板轮的正面图；图7是本发明的实施方式的基于表面处理的扩散板的剖面图；图8是本发明的实施方式的含有光扩散粒子的扩散板的剖面图；图9是本发明的实施方式的从扩散板射出的各色光的配光特性的说明图。
具体实施例方式下面，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。图I是投影仪10的外观立体图。另外，在本实施方式中，投影仪10的左右表示相对于投影方向的左右方向。前后表示相对于投影仪10的屏幕侧方向及光束的行进方向的前后方向。而且，如图I所示，投影仪10为大致长方体形状，在投影仪框体的前方的侧板即正面面板12的侧方具有覆盖投影口的透镜盖19，同时，在该正面面板12上设置有多个进气孔18。而且，具备未图示但接收来自远程控制器的控制信号的Ir接收部。另外，在框体的上面面板11设置有键/指示灯部37，在该键/指示灯部37配置有电源开关键及报告电源的接通或断开的电源指示灯；切换投影的接通、断开的投影开关键；在光源单元、显示元件或控制电路等过热时进行报告的过热指示灯等键及指示灯。而且，在框体的背面设置有对背面面板(panel)设置USB端子、及输入模拟RGB视频信号的视频信号输入用的D-SUB端子、S端子、RCA端子、声音输出端子等的输入输出连接器部、及电源转接插头等各种端子20。另外，在背面面板形成有多个进气孔。另外，在未图示的框体的侧板即右侧面板及图I所示的侧板即左侧面板15分别形成有多个排气孔17。另外，在左侧面板15的背面面板附近的角部还形成有进气孔18。接着，采用图2的功能框图对投影仪10的投影仪控制机构进行叙述。投影仪控制机构由控制部38、输入输出接口 22、图像变换部23、显示编码器24、显示驱动部26等构成。该控制部38为管理投影仪10内的各电路的动作控制的部件，其由CPU、固定地存储有各种设定(setting)等动作程序的ROM、及作为工作存储器使用的RAM等构成。而且，通过该投影仪控制机构，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ロ 22、系统总线(SB)而通过图像变换部23变换，以使其统一成与显示相匹配的规定格式的图像信号，之后向显示编码器24输出。另外，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并向显示驱动部26输出。显示驱动部26作为显示元件控制装置发挥功能，与从显示编码器24输出的图像信号对应地以适当的帧速率驱动空间光调制元件(SOM)即显示元件51。而且，该投影仪10通过使从光源単元60射出的光束经由后述的光源侧光学系统向显示元件51照射，从而利
用显示元件51的反射光形成光像，并经由投影侧光学系统向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移动透镜组235通过透镜电动机45进行用于变焦调整及聚焦调整的驱动。另外，图像压缩/伸长部31通过ADCT及霍夫曼编码等处理对图像信号的亮度信号及色差信号进行数据压缩而进行向作为可自如拆卸的记录介质的存储卡32依次写入的记录处理。进而，图像压缩/伸长部31在再现模式时读出记录于存储卡32的图像数据，并使构成一系列的动画的各个图像数据以I帧为单位进行伸长，将该图像数据经由图像变换部23向显示编码器24输出，并基于存储于存储卡32的图像数据进行可显示动画等的处理。而且，由设置于框体的上面面板11的主键及指示灯等构成的键/指示灯部37的操作信号被直接送出至控制部38，来自远程控制器的键操作信号被Ir接收部35接收，被Ir处理部36解调的代码(code)信号被向控制部38输出。另外，在控制部38经由系统总线(SB)连接有声音处理部47。该声音处理部47具备PCM音源等音源电路，在投影模式及再现模式时对声音数据进行模拟化，驱动扬声器48使其扬声放出。另外，控制部38对作为光源控制部的光源控制电路41进行控制，该光源控制电路41分别控制光源単元60的红色光源装置、緑色光源装置及蓝色光源装置的发光，以使图像生成时所要求的规定波段的光从光源単元60射出。另外，光源控制电路41与各光源的点灯同步地对后述的扩散板轮的旋转进行控制。进而，控制部38使冷却风扇驱动控制电路43进行基于设置于光源単元60等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。另外，控制部38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断开后也使冷却风扇持续旋转，或者，根据温度传感器的温度检测的结果也进行将投影仪主体电源断开等的控制。接着，对该投影仪10的内部构造进行叙述。图3是表示投影仪10的内部构造的平面示意图。图4是投影仪10内的光源装置的说明图。如图3所示，投影仪10在右侧面板14的附近具备控制电路基板241。该控制电路基板241具备电源电路模块及光源控制模块等。另外，投影仪10在控制电路基板241的侧方即投影仪框体的大致中央部分具备光源単元60。而且，投影仪10在光源単元60和左侧面板15之间具备光学系统单兀160。光源単元60作为光源装置，具备分别照射波段彼此不同且配光分布彼此不同的光的多个光源。
具体而言，光源単元60具备激励光照射装置70及基于荧光发光装置100的緑色光源装置80，激励光照射装置70位于投影仪框体的左右方向的大致中央部分并作为配置于背面面板13附近的第一光源，荧光发光装置100位于从该激励光照射装置70射出的光束的光轴上并配置于正面面板12附近。光源単元60还具备按照与从荧光发光装置100射出的光束平行的方式配置于正面面板12的附近的第二光源即蓝色光源装置300。光源単元60还具备配置于激励光照射装置70与荧光发光装置100之间的第三光源即红色光源装置120。而且，如图4所示，光源单元60还具备以来自荧光发光装置100的射出光、来自红色光源装置120的射出光、来自蓝色光源装置300的射出光的光轴分别成为同一光轴的方式进行变换而将各色光向光隧道(light tunnel) 175的入射ロ导光的导光光学系统140及光隧道175。如图3及图4所示，光隧道175为如下的导光装置，其为大致长方体形状，使通过导光光学系统140聚光的各光从入射ロ入射并使光无浪费地通过射出ロ以均匀的照度进行分布。而且，光隧道175在入射的各色光束的配光特性不同的情况下，将隧道长度成设为 规定长度，以使配光特性的扩散度较小的颜色的光束的光通过光隧道175的射出ロ成为均匀照度的光而射出。另外，导光装置除光隧道175之外也可以为，使实心的棒状积分器(rodintegrator)等表面照度分布均勻化的装置。另外，光源装置为配置于光隧道175的入射ロ附近的圆板状的旋转的基材，其具备在圆周方向具备扩散率不同的多个区段的扩散板轮176、和使扩散板轮176旋转的电动机即扩散板轮电动机177。緑色光源装置80的激励光照射装置70具备作为第一光源而按照光轴与背面面板13平行的方式配置的半导体发光元件的激励光源71、将来自激励光源71的射出光的光轴向正面面板12方向变换90度的反射镜组75、使通过反射镜组75反射的来自激励光源71的射出光聚光的聚光透镜组78、配置于激励光源71和右侧面板14之间的散热器81。激励光源71为3行8列共24个的半导体发光元件，即蓝色激光二极管矩阵状排列而成的光源组，在各蓝色激光二极管的光轴上分別配置有将来自各蓝色激光二极管的射出光变换为平行光的聚光透镜即准直透镜73。另外，反射镜组75将多个反射镜阶梯状排列而成，将从激励光源71射出的光束的截面积沿一方向减小而向聚光透镜组78射出。在散热器81和背面面板13之间配置有冷却风扇261，通过该冷却风扇261和散热器81冷却激励光源71。另外，在反射镜组75和背面面板13之间也配置有冷却风扇261，通过该冷却风扇261冷却反射镜组75及聚光透镜组78。緑色光源装置80的荧光发光装置100具备按照与正面面板12平行的方式即与来自激励光照射装置70的射出光的光轴正交的方式配置的荧光轮101、使该荧光轮101旋转驱动的轮电动机110、将从荧光轮101向背面面板13方向射出的光束聚光的聚光透镜组111。荧光轮101为圆板状的金属基材，其作为荧光体发挥功能，该荧光体作为凹部形成有环状的荧光发光区域，并接收激励光并进行荧光发光，其中环状的荧光发光区域将来自激励光源71的射出光作为激励光而射出緑色波段的荧光发光。另外，包含荧光发光区域的荧光轮101的激励光源71侧的表面通过采用银蒸镀等镜面加工形成为反射光的反射面，在该反射面上铺设有绿色荧光体层。而且，向荧光轮101的绿色荧光体层照射的来自激励光照射装置70的射出光，激励绿色荧光体层中的绿色荧光体，从绿色荧光体全方位荧光发光的光束直接向激励光源71侧射出，或者在荧光轮101的反射面反射后向激励光源71侧射出。另外，不被荧光体层的荧光体吸收而向金属基材照射的激励光被反射面反射而再次向荧光体层入射，激励荧光体。因此，通过将荧光轮101的凹部的表面作为反射面，能够提高从緑色的光源即激励光源71射出的激励光的利用效率，能够使其更明亮地发光。另外，在通过荧光轮101的反射面而荧光体层侧被反射的激励光中，未被荧光体吸收而向激励光源71侧射出的激励光透射后述的第一分色镜141，荧光光被第一分色镜141反射，因此，激励光不会向外部射出。而且，在轮电动机110和正面面板12之间配置有冷却风扇261，通过该冷却风扇261冷却荧光轮101。 红色光源装置120具备作为第三光源而按照光轴与激励光源71平行的方式配置的红色光源121、和使来自红色光源121的射出光聚光的聚光透镜组125。而且，该红色光源装置120按照光轴与来自激励光照射装置70的射出光及从荧光轮101射出的緑色波段光交差的方式配置。另外，红色光源121为作为发出红色的波段光的半导体发光元件的红色发光二极管。另外，红色光源装置120具备配置于红色光源121的右侧面板14侧的散热器130。而且，在散热器130和正面面板12之间配置有冷却风扇261，通过该冷却风扇261冷却红色光源 121。蓝色光源装置300具备作为第二光源而按照与来自荧光发光装置100的射出光的光轴平行的方式配置的蓝色光源301、和使来自蓝色光源301的射出光聚光的聚光透镜组305。而且，该蓝色光源装置300按照光轴与来自红色光源装置120的射出光交差的方式配置。另外，蓝色光源301为作为发出蓝色的波段光的半导体发光元件的蓝色发光二极管。另外，蓝色光源装置300具备配置于蓝色光源301的正面面板12侧的散热器310。而且，在散热器310与正面面板12之间配置有冷却风扇261，通过该冷却风扇261冷却蓝色光源301。而且，导光光学系统140由使红色、緑色、蓝色波段的光束聚光的聚光透镜、和对各色波段的光束的光轴进行变换而使其成为同一光轴的分色镜等组成。具体而言，在从激励光照射装置70射出的蓝色波段光及从荧光轮101射出的緑色波段光的光轴、和从红色光源装置120射出的红色波段光的光轴交差的位置，配置有第一分色镜141，该第一分色镜使蓝色及红色波段光透过，反射緑色波段光井将该绿色光的光轴向左侧面板15方向变换90度。另外，在从蓝色光源装置300射出的蓝色波段光的光轴和从红色光源装置120射出的红色波段光的光轴交差的位置，配置有第二分色镜148，该第二分色镜透过蓝色波段光，反射緑色及红色波段光而将该緑色及红色光的光轴向背面面板13方向变换90度。而且，在第一分色镜141和第二分色镜148之间配置有聚光透镜。进而，在光隧道175的附近配置有对光隧道175的入射进行光源光聚光的聚光透镜173。光学系统单元160由位于激励光照射装置70的左侧方的照明侧模块161、位于背面面板13和左侧面板15交差的位置附近的图像生成模块165、位于导光光学系统140和左侦愐板15之间的投影侧模块168这样的三个模块构成为大致“コ”字形。该照明侧模块161具备将从光源単元60射出的光源光向图像生成模块165具备的显示元件51导光的光源侧光学系统170的一部分。作为该照明侧模块161具有的光源侧光学系统170，具有对从作为光源装置的光源単元60射出的光进行聚光的聚光透镜178、将从光隧道175射出的光束的光轴变换为图像生成模块165方向的光轴转换镜181等，其中上述光源装置具备使光束成为均匀照度分布的光束的光隧道175。图像生成模块165作为光源侧光 学系统170，具有使由光轴转换镜181反射的光源光在显示元件51聚光的聚光透镜183、和将透过该聚光透镜183的光束以规定的角度向显示元件51照射的照射镜185。而且，图像生成模块165具备作为显示元件51的DMD，在该显示元件51和背面面板13之间配置有用于冷却显示元件51的散热器190，通过该散热器190冷却显示元件51。另外，在显示元件51的正面附近配置有作为投影侧光学系统220的聚光透镜(condenser lens) 195。投影侧模块168具有将由显示元件51反射的接通光向屏幕放出的投影侧光学系统220的透镜组。作为该投影侧光学系统220，具备内置于固定镜筒的固定透镜组225和内置于可动镜筒的可移动透镜组235，而制成具备变焦功能的可变焦型透镜，利用透镜电动机使可移动透镜组235移动，从而可进行变焦调整或聚焦调整。接着，使用附图对向光隧道175入射的各色光的配光特性进行说明。图5是向光隧道175的入射ロ聚光的各色光的配光特性的说明图。由导光光学系统140聚光而向光隧道175入射的各色光的配光特性，根据配光特性不同的光源及光路上的聚光透镜等的光学系统的设定，例如如图5所示成为各自不同。红色光及蓝色光为发光二极管的射出光，因此，与激光等相比，光的直线度较弱且具有一定的广度，因此，成为如下的配光特性，如图5(a)所示的红色具有最大广度，与红色相比蓝色具有稍次于红色的广度。另外，如图5(b)所示，緑色光成为如下的配光特性，作为将基于激光二极管的直线度良好的激励光照射于绿色荧光体而激励发散出的绿色荧光光，与红色光及蓝色光相比亮度偏向中央。而且，光隧道175需要增长隧道长度，以使配光特性偏向中央且扩散度较小的绿色光束的光在光隧道175的射出ロ成为均匀光而射出。因此，通过使配光特性偏向中央且扩散度较小的緑色光束的配光特性与具有最大广度的红色的配光特性相同，能够缩短光隧道175的隧道长度。接着，使用附图对为了使向本发明的光隧道175入射的各色光的配光特性相同而设置的扩散板轮176进行说明。图6是扩散板轮176的正面图。如图6所示，扩散板轮176设置为如下构造，在中央具有安装电动机轴的轮孔176a的圆形的玻璃板的基材上设置有三个圆弧状的切ロ部，具有不同的扩散特性的各扩散板176R、176G、176B嵌入该切ロ部而具有作为三个扩散区域的区段。而且，各扩散板176R、176G、176B为不对入射的光的波段进行变换而带来扩散効果的光学零件。另外，该各扩散板176R、176G、176B为与扩散板轮176的切ロ部对应的圆弧形状，被安装于配置光源的ー侧而堵塞圆弧状的切ロ部。另外，为了带来扩散効果，例如对该各扩散板176R、176G、176B实施微细凹凸的表面处理。
扩散板轮电动机177为使该扩散板轮176沿圆周方向旋转的驱动装置，通过光源控制电路41控制各光源的发光的同时控制扩散板轮电动机177的旋转。S卩，扩散板轮176，通过在旋转的该扩散板轮176的一面、使来自各光源的光向规定的扩散板176R、176G、176B照射，从而作为给各色光带来规定的扩散効果的扩散板176R、176GU76B发挥功能。接着，使用附图对各扩散板176R、176G、176B的构成进行说明。图7是为了使各色光的配光特性相同而使设置的各扩散板176R、176G、176B的表面粗糙度发生变化的情况下的剖面图。另外，图8是为了使各色光的配光特性相同而使设置的各扩散板176RU76G、176B的内部包含的圆球形状的光散射粒子的含量密度发生变化的情况下的剖面图。扩散板176R、176G、176B例如能够成为以下构成，通过对玻璃件的表面实施喷砂(blast)处理等而形成微细凹凸、使入射光扩散。而且，通过对微细凹凸设置强弱，能够使扩散特性发生变化。微细凹凸的強弱例如能够通过表示表面粗糙度的參数即算木平均粗糙度、最大高度、十点(ten point)平均粗糙度、凹凸的平均间隔等进行设定。在此，对使微细凹凸的平均间隔发生变化而使扩散特性发生变化的情况进行说明。扩散板轮176构成为为了使如图5所示的各色光不同的配光特性相同，在三个扩散区域配置使微细凹凸的強弱发生变化的各扩散板176R、176G、176B。在向光隧道175入射的各色光中，红色光具有最大广度的配光特性，因此，如图7(a)所示，红色扩散板176R具有完全不实施表面处理而使扩散率成为O的特性，或増大凹凸的平均间隔、稍微实施微细凹凸而降低扩散特性。在向光隧道175入射的各色光中，蓝色光与红色光相比，配光特性具有稍窄的广度，因此，如图7(c)所示，蓝色扩散板176B作为实施将凹凸的平均间隔设为规定值的微细凹凸的部件而提高扩散特性。在向光隧道175入射的各色光中，緑色光的配光特性最窄，因此，如图7(b)所示，绿色扩散板176G作为实施使凹凸的平均间隔最窄的微细凹凸的部件，而进一歩提高扩散特性。另外，各色光的配光特性例如若对于红色及蓝色而言相同，则也可以作为以下部件，对红色扩散板176R及蓝色扩散板176B完全不实施表面处理而使扩散率成为0，仅对绿色扩散板176G实施将凹凸的平均间隔设为规定值的微细凹凸。即，在光隧道175的入射ロ附近设置具有与各色光相应的扩散板176R、176G、176B的扩散板轮176，从而无需增长光隧道175，就能提高光的利用效率，同时，能够使各色光扩散而抑制光照不均地向显示元件51规定的面照射。另外，扩散板轮176也可以在基材即圆形的玻璃板上直接加工形成微细凹凸，而设为具有三个扩散区域的结构，以使各扩散区域的每个具有规定的扩散特性，。另外，扩散板176R、176G、176B能够构成为，通过在粘结剂(binder)等介质中含有折射率较大的圆球形状的光散射粒子而成形的基材，从而使入射光扩散。扩散板176R、176GU76B是例如向丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等透明树脂中添加无机类的氧化钛或硫酸 钡作为圆球形状的光散射粒子而性成的。而且，通过使光散射粒子的含量密度、大小、或成分发性变化，能够使扩散特性发性变化。在此，对使光散射粒子的含有密度发性变化而侧扩散特性发性变化的情况进行说明。在向光隧道175入射的各色光中，红色光具有最大广度的配光特性，因此，如图8(a)所示，基于光散射粒子的红色扩散板176R被设为完全不含有光散射粒子的部件，或稍微含有光散射粒子而降低扩散特性。在向光隧道175入射的各色光中，蓝色光与红色光相比配光特性稍窄，因此，如图8(c)所示，基于光散射粒子的蓝色扩散板176B作为使光散射粒子的含量密度成为规定值的部件，提高扩散特性。在向光隧道175入射的各色光中，緑色光的配光特性最窄，因此，如图8(b)所示，基于光散射粒子的绿色扩散板176G作为使光散射粒子的含量密度増加最多的部件，进ー步提高扩散特性。另外，在扩散板轮176的三个扩散区域，扩散板176R、176G、176也可以将通过喷砂 处理带来扩散効果的扩散板、和通过含有圆球形状的光散射粒子而成形的基材带来扩散効果的扩散板混用，只要是采用带来规定的扩散特性的扩散板176R、176G、176B，如图9所示使各色光的配光特性相同的构成即可。另外，向光隧道175入射的各色光的配光特性不限定于上述的情況，即使是红色光或蓝色光的配光特性最窄的情况下的光学系统，也是只要选择并采用使其窄的配光特性的光成为与具有较广的配光特性的光相同的特性的扩散板176R、176G、176B即可。在本实施方式中，对采用射出蓝色波段的激光的半导体发光元件即蓝色激光二极管作为激励緑色波段的荧光体的激励光照射装置70的激励光源71，对于红色、蓝色而言，分别设置由发光二极管组成的红色光源装置120、蓝色光源装置300而性成的光源装置的情况进行了说明。但是，本发明不限定于以上的实施方式，在不脱离发明的宗g的范围内可自由地进行变更、改良。例如，也可以不设置蓝色光源装置300，而设置铺设有緑色波段的荧光体层及扩散透射层的荧光轮101、和使经过该荧光轮的101的扩散透射层的蓝色波段光向本发明中采用的扩散板轮176导光的反射镜及透镜的光学系统。若这样构成，则通过使基于激励光照射装置70的、射出的蓝色波段激光的蓝色激光二极管的激励光向旋转的荧光轮101照射，也可以使本发明适用于分别射出緑色、蓝色两种色的光源装置。这样，即使不设置蓝色光源装置300而设为由激励光照射装置70和红色光源装置120的光源组成的光源装置，也能够抑制光照不均。另外，作为不设置红色光源装置120及蓝色光源装置300而仅有激励光照射装置70的光源，也可以设为使用沿周方向分别铺设有红色及緑色的荧光体层和扩散透射层的荧光轮101的构成。该情况下，设置基于反射镜及透镜的光学系统，该光学系统使通过向突光轮101的红色波段的荧光体层及绿色波段的荧光体层和扩散透射层照射激励光而射出的红色波段光、緑色波段光及蓝色波段光向本发明中采用的扩散板轮176导光。而且，也可以设为使基于激励光照射装置70的、射出蓝色波段的激光的作为半导体发光元件的蓝色激光二极管的激励光，向旋转的荧光轮101照射而分别射出红色、緑色、蓝色的光源装置的构成。
这样，即使为不设置红色光源装置120和蓝色光源装置300而由来自激励光照射装置70的光源组成的光源装置，也能够抑制光照不均。而且，作为上述的激励光照射装置70的半导体发光元件，不仅可以将激励光源71设置为蓝色激光二极管，也可以将其设置为射出紫外线激光的紫外线激光二极管的构成。该情况下，荧光轮101设为沿周方向分别铺设有红色区域、緑色区域、蓝色区域，其中红色区域铺设有发出红色的波段光的荧光光的荧光体，緑色区域铺设有发出绿色的波段光的荧光光的荧光体，蓝色区域铺设有发出蓝色的波段光的荧光光的荧光体。而且，也可以设置基于反射镜及透镜的光学系统，该光学系统使通过向荧光轮101的红色波段的荧光体层、緑色波段的荧光体层及蓝色波段的荧光体层照射激励光而射出的红色波段光、緑色波段光及蓝色波段光向本发明中采用的扩散板轮176导光，并构成为通过将基于激励光照射装置70的、射出紫外线激光的紫外线激光二极管的激励光向旋转的荧光轮101照射而分别射出红色、緑色、蓝色的光源装置。 这样，即使不设置红色光源装置120和蓝色光源装置300而采用基于如下光源的光源装置，也能够抑制光照不均，上述光源采用发出能量密度较高的紫外线激光的紫外线激光二极管来作为激励光照射装置70具有的激励光源71。进而，在本实施方式中，对采用半导体发光元件即蓝色激光二极管作为激励緑色波段的荧光体的激励光照射装置70具有的激励光源71，对于除緑色之外的红色、蓝色而言，分别设置红色光源装置120、蓝色光源装置300而性成的光源装置的情况进行了说明。但是，例如也可以为如下构成，设置红色、緑色、蓝色三色用的三个激励光照射装置70，作为半导体发光元件设置分别射出紫外线激光的紫外线激光二极管，且设置用于射出红色、绿色、蓝色各色的三个独立的荧光轮即第一、第二、第三荧光轮。而且，也可以设置将从第一荧光轮的红色波段的荧光体层射出的红色波段光向光隧道175导光的基于反射镜及透镜的光学系统、将从第二荧光轮的緑色波段的荧光体层射出的緑色波段光向扩散板轮176导光的基于反射镜及透镜的光学系统、将从第三荧光轮的蓝色波段的荧光体层射出的蓝色波段光向扩散板轮176导光的基于反射镜及透镜的光学系统，并对各荧光轮分别设置基于照射紫外线激光的紫外线激光二极管即半导体发光元件的激励光照射装置70，从而构成为使紫外线激光向各荧光轮照射而分别射出红色、緑色、蓝色的光源装置。而且，作为荧光体层也可以施加使用了发出黄色(Y)或品红(M)等补色波段光的荧光体的荧光体层。这样，即使作为应用了多个激励光照射装置70的光源装置，也能够抑制光照不均。 如上，根据本发明，能够提供光源装置及投影仪10，其通过在导光装置的入射ロ附近设置扩散板轮176，提高光的利用效率，同吋，能够抑制使各色光扩散而照射到显示元件51等规定平面的光、进而向屏幕的投影目的地的光照度不均。另外，目前，以光特性的扩散度最小的顔色的光束的光决定并设计光隧道175的隧道长度，以使在光隧道175的射出ロ成为均匀照度的光而射出。因此，缩短光隧道175的隧道长度较为困难。但是，若使用本发明，则使较窄的配光特性的光成为与具有较广的配光特性的光同等的特性后，使各光向光隧道175入射，因此，与目前相比，能够缩短光隧道175的隧道长度。而且，根据本发明，多个光源的数量和扩散率不同的区段的数量相同，因此，按照与各光源的点灯同步地向各区段照射的方式控制扩散板轮的旋转，能够减轻设计负荷。而且，根据本发明，多个区段内的至少ー个扩散率为0，由此，对于具有配光分布的广度的光源而言，能够抑制过多地扩散而光产性发散、向光隧道175入射的光的量減少。另夕卜，若为光不会过多地扩散的程度，则也可不像本实施方式那样将与配光特性最广的光对应的扩散板的扩散率设为0，而是设计为比与其它光对应的扩散板的扩散率小。另外，根据本发明，对扩散板176R、176G、176B中的至少ー个通过表面处理而带来扩散効果，该表面处理形成基于喷砂处理的微细凹凸，由此，能够将微细凹凸的间距等变细，井能够易于设定扩散特性的強弱。另外，根据本发明，扩散板176R、176G、176B中的至少ー个含有由圆球形状的光散射粒子组成的扩散件而带来扩散効果，由此，通过在成形时改变光散射粒子的含量密度，能 够易于进行扩散特性的微调整。另外，根据本发明，第一光源为发出能量密度较大的蓝色波段的激励光的激光二极管，因此，通过向绿色荧光体照射激励光进行荧光体发光，能够获得稳定的緑色的亮度。另外，根据本发明，第二光源为蓝色波段的发光二极管，因此，能够活用颜色纯度较高的蓝色。而且，根据本发明，第三光源为红色波段的发光二极管，因此，能够活用颜色纯度较高的红色。进而，在本实施方式中，对采用半导体发光元件即蓝色激光二极管作为激励緑色波段的荧光体的激励光照射装置70具有的激励光源71，对于除緑色之外的红色、蓝色而言，分别设置红色光源装置120、蓝色光源装置300而生成的光源装置的情况进行了说明。但是，例如，也有将第二光源设为蓝色激光二极管的情况、将第三光源设为红色激光二极管的情況、以及将第一光源设为绿色激光二极管的情況。这样，即使为设置红色激光二极管、绿色激光二极管、蓝色激光二极管的构成，在直接利用从激光二极管发出的光来构成投影图像的情况下，通常也会产生因在屏幕上的各部分散射的散射光之间的干涉而产生的微小噪声即斑点噪声。但是，如本发明的构成，具备配置于导光装置的入射ロ而使其旋转的扩散板，在使激光透过该扩散板的情况下，能够降低斑点噪声。对于本领域的技术人员来说，本发明的其它的优点和变更显而易见。因此，本发明不限于上述特定的细节及上述实施例。因此，只要不脱离由附加的权利要求及其等同替换所定义的本发明的精神及范围，就能够对本发明进行各种变更。
权利要求
1.一种光源装置，其具备 多个光源，分别照射波段彼此不同且配光分布彼此不同的光； 聚光透镜组，使来自所述各光源的光分别聚光； 导光装置，配置于所述各光源的被聚光的光的光轴上，使所述各光源的被聚光的光以均匀的照度进行分布； 导光光学系统，使所述各光源的被聚光的光以同一光轴向所述导光装置的入射口照射； 扩散板轮，配置于所述导光装置的入射口，在圆周方向具备扩散率不同的多个区段； 电动机，使所述扩散板轮旋转； 光源控制部，与所述光源的点灯同步地控制所述扩散板轮的旋转。
2.如权利要求I所述的光源装置，其中， 所述光源的数量与所述扩散率不同的区段的数量相同。
3.如权利要求I所述的光源装置，其中， 所述区段内的至少一个的扩散率为O。
4.如权利要求I所述的光源装置，其中， 所述扩散率不同的区段的至少一个为被实施了喷砂处理的扩散板。
5.如权利要求I所述的光源装置，其中， 所述扩散率不同的区段的至少一个为含有扩散件的扩散板。
6.如权利要求I所述的光源装置，其中， 所述光源内的至少一个光源为以激光为激励光进行荧光体发光的光源。
7.如权利要求I所述的光源装置，其中， 所述光源内的至少一个光源为发光二极管。
8.如权利要求7所述光源装置，其中， 所述发光二极管即光源有两个，一个为发出红色波段光的发光二极管的光源、另一个为发出蓝色波段的光的发光二极管的光源。
9.如权利要求6所述光源装置，其中， 进行所述荧光体发光的光源为一个，发出绿色波段光。
10.如权利要求I所述的光源装置，其中， 所述光源分别为激光二极管。
11.一种投影仪，其具备 权利要求I所述的光源装置； 显示元件； 光源侧光学系统，将来自所述光源装置的光向所述显示元件导光； 投影侧光学系统，将从所述显示元件射出的图像投影于屏幕上； 投影仪控制机构，控制所述光源装置及显示元件， 所述光源装置作为光源具备发出红色波段的光的光源、发出蓝色波段的光的光源、及发出绿色波段的光的光源。
全文摘要
本发明提供一种光源装置，其具备多个光源，分别照射波段彼此不同且配光分布彼此不同的光；聚光透镜组，使来自所述各光源的光分别聚光；导光装置，配置于被所述各光源聚光的光的光轴上，使所述各光源的被聚光的光以均匀的照度进行分布；导光光学系统，使所述各光源的被聚光的光以同一光轴向所述导光装置的入射口照射；扩散板轮，配置于所述导光装置的入射口，在圆周方向具备扩散率不同的多个区段；电动机，使所述扩散板轮旋转；光源控制部，与所述光源的点灯同步地控制所述扩散板轮的旋转。
文档编号F21V13/00GK102681320SQ20121009714
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者佐藤诚 申请人:卡西欧计算机株式会社