專利名稱：投影機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及投影機，特別涉及使用了固體光源的投影機。
背景技術：
以往，已知有具備下述部件的投影機射出白色光的1個固體光源裝置；將來自1 個固體光源裝置的光分離為紅色光、綠色光以及藍色光的色分離導光光學系統；根據圖像 信息對來自色分離導光光學系統的各色光進行調制的光調制裝置；將來自光調制裝置的調 制光作為投影圖像進行投影的投影光學系統(例如，參照專利文獻1)。根據專利文獻1所 記載的投影機，由于作為由光調制裝置調制的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)，使用 從射出白色光的1個固體光源裝置進行色分離而得到的3種色光，所以不會如具備3個固 體光源裝置的投影機的情況那樣每一固體光源裝置其發(fā)光效率(每單位功率的明亮度)和 /或溫度特性(因溫度的變化引起的光量的變化)不同，其結果，可以使投影圖像的色平衡 穩(wěn)定。此外，已知有具備下述部件的投影機射出紅色光的固體光源裝置、射出綠色光的 固體光源裝置以及射出藍色光的固體光源裝置；根據圖像信息對來自各固體光源裝置的各 色光進行調制的光調制裝置；將來自各光調制裝置的調制光作為投影圖像進行投影的投影 光學系統(例如參照專利文獻2)。根據專利文獻2所記載的投影機，由于作為由光調制裝 置調制的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)，使用射出紅色光的固體光源裝置、射出綠 色光的固體光源裝置以及射出藍色光的固體光源裝置這3個固體光源裝置分別射出的3種 色光，所以與具備一個固體光源裝置的投影機相比，可以使投影圖像更明亮。專利文獻1特開2005-274957號公報專利文獻2特開2002-268140號公報但是，在專利文獻1所記載的投影機中，由于從1個固體光源裝置生成包含紅色 光、綠色光以及藍色光的白色光，所以與具備3個固體光源裝置的投影機的情況不同，在1 個固體光源裝置中會集中較大的熱負荷，其結果，存在難以使投影圖像變得更明亮的問題。此外，在專利文獻2所記載的投影機中，由于使用于射出紅色光、綠色光以及藍色 光的3個固體光源裝置(射出紅色光的固體光源裝置、射出綠色光的固體光源裝置以及射 出藍色光的固體光源裝置)的各個所具有的發(fā)光效率和/或溫度特性相一致是困難的，所 以存在難以使投影圖像的色平衡穩(wěn)定的問題。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明是為了解決上述的問題而提出的，其目的在于提供一種投影機，該投 影機與具備1個固體光源裝置的投影機相比可以使投影圖像更明亮，并且與具備3個固體 光源裝置的投影機相比可以使投影圖像的色平衡更穩(wěn)定。[1]本發(fā)明的投影機，具備第1固體光源裝置，其具備射出激勵光的第1固體光 源和熒光層，該熒光層將從前述第1固體光源射出的前述激勵光變換為包含第1色光以及與前述第1色光不同的第2色光的光并射出；第2固體光源裝置，其具備射出與前述第1色 光以及前述第2色光的任一種都不同的第3色光的第2固體光源；光調制裝置，其根據圖像 信息對前述第1色光、前述第2色光以及前述第3色光進行調制；以及投影光學系統，其將 來自前述光調制裝置的調制光作為投影圖像進行投影。因此，根據本發(fā)明的投影機，由于作為由光調制裝置調制的3種色光(紅色光、藍 色光以及綠色光)，使用第1固體光源裝置射出的2種色光(第1色光以及第2色光)以及 第2固體光源裝置射出的1種色光(第3色光)，所以與具備1個固體光源裝置的投影機的 情況相比可以減輕施加在各個固體光源裝置上的熱的負荷，其結果，與具備1個固體光源 裝置的投影機相比可以使投影圖像更明亮。此外，根據本發(fā)明的投影機，由于關于由光調制裝置調制的3種色光(紅色光、綠 色光以及藍色光)之中的2種色光(第1色光以及第2色光)，使用同一固體光源(第1固 體光源)來生成，所以與具備3個固體光源裝置的投影機相比可以使投影圖像的色平衡更穩(wěn)定。其結果，本發(fā)明的投影機，成為與具備1個固體光源裝置的投影機相比可以使投 影圖像更明亮并且與具備3個固體光源裝置的投影機相比可以使投影圖像的色平衡更穩(wěn) 定的投影機。[2]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，前述激勵光是藍色光；前述第1色光是紅色光； 前述第2色光是綠色光；前述第3色光是藍色光。通過這樣構成，可以使用射出藍色光的第1固體光源，使包含紅色光和綠色光的 光從第1固體光源裝置射出。在射出綠色光的固體光源裝置中使用的固體光源，與在射出紅色光的固體光源裝 置中使用的固體光源以及在射出藍色光的固體光源裝置中使用的固體光源相比較，存在發(fā) 光效率相對低的問題。相對于此，根據本發(fā)明的投影機，由于使用與在射出綠色光的固體光 源裝置中使用的固體光源相比發(fā)光效率高的第1固體光源(射出藍色光)而生成綠色光， 所以與使用射出綠色光的固體光源裝置相比可以提高發(fā)光效率。[3]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，前述第1固體光源與前述第2固體光源具有相 同的溫度特性。通過這樣構成，由于關于全部的色光，可以使因溫度的變化引起的光量的變化相 一致，所以可以使投影圖像的色平衡更穩(wěn)定。[4]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，前述激勵光是紫外光；前述第1色光是紅色光； 前述第2色光是綠色光；前述第3色光是藍色光。通過這樣構成，可以使用射出紫外光的第1固體光源，使包含紅色光和綠色光的 光從第1固體光源裝置射出。此外，由于使用與在射出綠色光的固體光源裝置中使用的固體光源相比發(fā)光效率 高的第1固體光源(射出紫外光)而生成綠色光，所以與使用射出綠色光的固體光源裝置 相比，可以使發(fā)光效率變高。此外，由于有效地變換紫外光的熒光體的種類多，所以擴大了選擇熒光層中的熒 光體的范圍。[5]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，前述熒光層包括含有YAG類熒光體、硅酸鹽類熒光體或TAG類熒光體的層。由于上述的熒光體可以將激勵光高效率地變換為包含紅色光以及綠色光的光并 射出，此外，熒光體自身的可靠性也高，所以通過這樣構成，可以使投影圖像更明亮，此外， 可以成為可靠性高的投影機。此外，所謂YAG類熒光體，指例如如(Y，Gd)3(Al，Ga)5012:Ce那樣，晶體結構是石榴 石結構、以釔與鋁的復合氧化物為基本原料的熒光體。此外，所謂硅酸鹽類熒光體，指例如如(Ca，Sr, Ba) SiO4 = Eu那樣，以引入了各種成 分的硅酸鹽為基本原料的熒光體。此外，所謂TAG類熒光體，指例如如Tb3Al5O12 Ce那樣，晶體結構是石榴石結構、以 鋱與鋁的復合氧化物為基本原料的熒光體。[6]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，具有從來自前述第1固體光源裝置的光中除去 黃色光的功能。通過成為這樣的結構，可以從來自第1固體光源裝置的光中除去黃色光，其結果， 可以防止因黃色光引起的色再現性的劣化。此外，在本發(fā)明的投影機中，也可以不具有從來自第1固體光源裝置的光中除去 黃色光的功能。在此情況下，可以積極地利用來自第1固體光源裝置的光中可能包含的黃 色光，可以投影更明亮的投影圖像。[7]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，具有從來自前述第1固體光源裝置的光中除去 前述激勵光的功能。在本發(fā)明的投影機中，由于從第1固體光源裝置射出的激勵光的一部分會原樣通 過熒光層，所以存在會因之而產生色再現性的劣化和/或光調制裝置的劣化的情況。但是，通過成為上述那樣的結構，可以從來自第1固體光源裝置的光中除去激勵 光，其結果，可以防止因激勵光引起的色再現性的劣化和/或光調制裝置的劣化。[8]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，還具備激勵光反射光學系統，其分離從前述 熒光層射出的光與由前述熒光層未進行變換而原樣射出的激勵光，使前述原樣射出的激勵 光朝向前述熒光層返回。在本發(fā)明的投影機中，由于從第1固體光源裝置射出的激勵光的一部分會原樣通 過熒光層，所以存在因之而光利用效率降低、產生色再現性的劣化和/或光調制裝置的劣 化的情況。但是，通過成為上述那樣的結構，可以通過使原樣通過了熒光層的激勵光再次入 射到熒光層而再利用激勵光來使光利用效率提高，而且，可以使投影圖像更明亮。此外，通 過成為上述那樣的結構，可以從來自第1固體光源裝置的光中除去激勵光，其結果，可以防 止因激勵光引起的色再現性的劣化和/或光調制裝置的劣化。[9]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，還具備準直光學系統，其將從前述第1固體光 源裝置射出的光平行化；其中，前述激勵光反射光學系統，位于前述準直光學系統的后級。根據成為這樣的結構，由于原樣通過熒光層且由準直光學系統形成為了平行光的 激勵光，由激勵光反射光學系統以平行光原樣反射，之后由準直光學系統進行會聚，高效率 地入射到熒光層的發(fā)光區(qū)域，所以能夠抑制因進一步具備激勵光反射光學系統而使發(fā)光區(qū) 域擴大的情況。
[10]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，還具備反射型偏振板，其使從前述第1固體 光源裝置射出的光中所包含的偏振分量之中的一種偏振分量原樣通過，并且使其他的偏振 分量朝向前述熒光層反射。在投影機的光調制裝置是使用液晶光調制裝置的光調制裝置的情況下，一般，將 光中所包含的偏振分量之中的僅一種偏振分量用于調制，而不將其他的偏振分量用于調 制。因此，作為投影機的光源，在使用射出包含一種偏振分量以及其他的偏振分量雙方的光 的光源的情況下，需要利用入射側偏振板除去其他的偏振分量，從而會因之使光利用效率 降低。相對于此，通過成為上述那樣的結構，通過使其他的偏振分量再次返回到熒光層 并且使其他的偏振分量在熒光層的表面反射，可以將其他的偏振分量的一部分變換為一種 偏振分量并進行再利用來使光利用效率提高，而且可以使投影圖像更明亮。[11]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，還具備準直光學系統，其將從前述第1固體 光源裝置射出的光平行化；其中，前述反射型偏振板，位于前述準直光學系統的后級。通過成為這樣的結構，由于由準直光學系統形成為了平行光的其他的偏振分量， 由反射型偏振板以平行光原樣反射，之后由準直光學系統進行會聚，高效率地入射到熒光 層的發(fā)光區(qū)域，所以能夠抑制因進一步具備反射型偏振板而使發(fā)光區(qū)域擴大的情況。[12]在本發(fā)明的投影機中，優(yōu)選地，還具備反射型偏振板，其使從前述第1固體 光源裝置射出的光中所包含的偏振分量之中的一種偏振分量原樣通過，并且使其他的偏振 分量朝向前述熒光層反射；其中，前述反射型偏振板，配置于前述激勵光反射光學系統的后 級。如果將反射型偏振板配置于激勵光反射光學系統的前級，則由激勵光反射光學系 統反射的激勵光的一部分由反射型偏振板吸收，從而存在光利用效率的提高變得困難的情 況。但是，通過上述那樣構成，由于由激勵光反射光學系統反射的激勵光的一部分不 會由反射型偏振板吸收，所以可以使光的利用效率提高。


圖1是表示實施方式1的投影機1000的光學系統的俯視圖。圖2是為了說明實施方式1的投影機1000中的第1固體光源裝置20以及第2固 體光源裝置120而示出的圖。圖3是表示實施方式1的投影機1000中的第1固體光源24、熒光層26以及第2 固體光源124的相對發(fā)光強度的曲線圖。圖4是表示實施方式2的投影機1002的光學系統的俯視圖。圖5是表示實施方式3的投影機1004的光學系統的俯視圖。圖6是表示實施方式4的投影機1006的光學系統的俯視圖。圖7是表示實施方式5的投影機1008的光學系統的俯視圖。圖8是表示變形例的投影機1010的光學系統的俯視圖。符號說明10、12、14、16、18…第1照明裝置，20…第1固體光源裝置，22、122…基臺，24…第1固體光源，26···熒光層，28、128···密封部件，30、130···準直光學系統，32、132···凸彎月形 透鏡，34、42、46、134、142、146···凸透鏡，40、140···棒形積分器光學系統，44、144···棒透鏡， 50…激勵光反射鏡，52、322、332、342…反射型偏振板，54、310、320、330…分色鏡，56、340、 350…反射鏡，60、160…透鏡積分器光學系統，62、162···第1透鏡陣列，64、164···第2透鏡陣 列，66、166…重疊透鏡，110、112…第2照明裝置，120…第2固體光源裝置，124…第2固體 光源，300、302、304…色分離導光光學系統，400R、400G、400B、402R、402G、402B…液晶光調 制裝置，500…十字分色棱鏡，600…投影光學系統，1000、1002、1004、1006、1008、1010…投 影機，SCR…屏幕。
具體實施例方式以下，基于圖示的實施方式說明本發(fā)明的投影機。[實施方式1]首先，對實施方式1的投影機1000的結構進行說明。圖1是表示實施方式1的投影機1000的光學系統的俯視圖。圖2是為了說明實施方式1的投影機1000中的第1固體光源裝置20以及第2固 體光源裝置120而示出的圖。圖2(a)是第1固體光源裝置20的剖面圖，圖2(b)是第2固 體光源裝置120的剖面圖。圖3是表示實施方式1的投影機1000中的第1固體光源24、熒光層26以及第2 固體光源124的相對發(fā)光強度的曲線圖。圖3(a)是表示第1固體光源24的相對發(fā)光強度 的曲線圖，圖3 (b)是表示熒光層26的相對發(fā)光強度的曲線圖，圖3 (c)是表示第2固體光源 124的相對發(fā)光強度的曲線圖。所謂相對發(fā)光強度，如果是固體光源，則指在施加了電壓時、 以多大的強度射出怎樣的波長的光的特性，如果是熒光層，則指在激勵光入射時、以多大的 強度射出怎樣的波長的光的特性。曲線圖的縱軸表示相對發(fā)光強度，將發(fā)光強度最強的波 長的發(fā)光強度設為1。曲線圖的縱軸表示波長。實施方式1的投影機1000，如圖1所示，具備第1照明裝置10，第2照明裝置110， 色分離導光光學系統300，作為光調制裝置的3個液晶光調制裝置400R、400G、400B，十字分 色棱鏡500，投影光學系統600。第1照明裝置10具備第1固體光源裝置20、準直光學系統30和棒形積分器光學 系統40。第1固體光源裝置20，如圖2(a)所示，是具有基臺22、第1固體光源24、熒光層 26以及密封部件28的發(fā)光二極管，其射出包含紅色光、黃色光以及綠色光的光(參照后面 描述的圖3(b))。而且，第1固體光源裝置20除了上述的構成要素之外還具有導線等，但對 其省略了圖示以及說明?；_22是搭載第1固體光源24的基臺。第1固體光源24射出藍色光(發(fā)光強度的峰值約460nm，參照圖3(a))作為激 勵光。在圖3(a)中，由符號B表示的是第1固體光源24作為激勵光(藍色光)而射出的 色光分量。第1固體光源24以氮化鎵為主成分，具有pn結型的結構。而且，第1固體光源 24也可以不具有pn結型的結構，而也可以具有雙異質結型、量子阱結型等結構。在第1固體光源24與基臺22之間形成有反射層(未圖示)，從第1固體光源24向基臺22側射出的藍色光，由反射層向熒光層26側反射。熒光層26由含有本身為YAG類熒光體的(Y，Gd) 3 (Al，Ga) 5012: Ce的層構成，配置在 第1固體光源24的被照明區(qū)域側。熒光層26由波長約460nm的藍色光最有效地激勵，如 圖3(b)所示，其將第1固體光源24所射出的藍色光變換為包含紅色光(發(fā)光強度的峰值 約610nm)、黃色光(發(fā)光強度的峰值約580nm)以及綠色光(發(fā)光強度的峰值約550nm) 的光并射出。而且，在圖3(b)中，由符號R表示的是熒光層26所射出的光中可以作為紅色 光利用的色光分量。此外，由符號G表示的是熒光層26所射出的光中可以作為綠色光利用 的色光分量。此外，由符號Y表示的是熒光層26作為黃色光而射出的色光分量。密封部件28由透明的環(huán)氧樹脂構成，其對第1固體光源24以及熒光層26進行保 護。準直光學系統30如圖1所示，具備抑制來自第1固體光源裝置20的光的擴散的 凸彎月形透鏡32和將來自凸彎月形透鏡32的光平行化的凸透鏡34，作為整體，其具有將來 自第1固體光源裝置20的光平行化的功能。棒形積分器光學系統40具備凸透鏡42、棒透鏡44及凸透鏡46。凸透鏡42使來自準直光學系統30的平行光會聚并將其導光到棒透鏡44的入射 面。棒透鏡44是實心的柱狀透鏡，其對從入射面入射的光通過用內面進行多重反射 而進行均勻化，并將面內光強度分布均勻化了的光從射出面射出。而且，作為棒透鏡，也能 夠代替實心的柱狀透鏡而使用中空的柱狀透鏡。凸透鏡46將從棒透鏡44的射出面射出的光大致平行化，并將該光導向到液晶光 調制裝置400R、400G的圖像形成區(qū)域。第2照明裝置110具備第2固體光源裝置120、準直光學系統130和棒形積分器光 學系統140。第2固體光源裝置120如圖2 (b)所示，是具有基臺122、第2固體光源124以及密 封部件28的發(fā)光二極管，其射出藍色光(參照后面描述的圖3(c))。而且，第2固體光源裝 置120除了上述的構成要素之外還具有導線等，但對其省略了圖示以及說明。第2固體光源124如圖3(c)所示，作為色光其射出藍色光(發(fā)光強度的峰值約 460nm)。在圖3(c)中，由符號B表示的是第2固體光源124作為色光(藍色光)而射出的 色光分量。由于基臺122與基臺22、第2固體光源124與第1固體光源24、密封部件128與 密封部件28分別具有相同的結構，所以省略詳細的說明。第1固體光源24與第2固體光源124用相同的材料、相同的制造方法而制作，具 有相同的結構。因此，第1固體光源24與第2固體光源124具有相同的溫度特性，因溫度 的變化引起的光量的變化互相相等。準直光學系統130如圖1所示，具備抑制來自第2固體光源裝置120的光的擴散 的凸彎月形透鏡132和將來自凸彎月形透鏡132的光平行化的凸透鏡134，作為整體，其具 有將來自第2固體光源裝置120的光平行化的功能。棒形積分器光學系統140具備凸透鏡142、棒透鏡144及凸透鏡146。凸透鏡142使來自準直光學系統130的平行光會聚并將其導光到棒透鏡144的入射面。棒透鏡144是實心的柱狀透鏡，其對從入射面入射的光通過用內面進行多重反射 而進行均勻化，并將面內光強度分布均勻化了的光從射出面射出。而且，作為棒透鏡，也能 夠代替實心的柱狀透鏡而使用中空的柱狀透鏡。凸透鏡146將從棒透鏡144的射出面射出的光大致平行化，并將該光導向到液晶 光調制裝置400B的圖像形成區(qū)域。色分離導光光學系統300具備配置在光路前段的分色鏡310和配置在光路后段的 分色鏡320、330以及藍色光用的反射鏡340。色分離導光光學系統300具有將來自第1照 明裝置10的光分離為紅色光以及綠色光并將紅色光以及綠色光的各個色光導向到成為照 明對象的液晶光調制裝置400R、400G的功能以及將來自第2照明裝置110的藍色光導向到 成為照明對象的液晶光調制裝置400B的功能。分色鏡310、320、330是在基板上形成有使預定的波長區(qū)域的光反射而使其他的 波長區(qū)域的光通過的波長選擇透射膜的鏡。分色鏡310是使綠色光分量以及藍色光分量反射而使紅色光分量以及黃色光分 量通過的分色鏡。分色鏡320是使紅色光分量反射而使黃色光分量通過的分色鏡。通過了分色鏡 320的黃色光分量被除去到系統外。即，投影機1000具有通過分色鏡320除去黃色光的功 能。而且，在圖1中，由從分色鏡320延伸的虛線箭頭符號(參照符號Y)表示的是通過了 分色鏡320的黃色光。分色鏡330是使綠色光分量反射而使藍色光分量通過的分色鏡。通過了分色鏡 330的藍色光分量被除去到系統外。即，投影機1000具有通過分色鏡330除去激勵光(藍 色光)的功能。而且，在圖1中，由從分色鏡330延伸的虛線箭頭符號(參照符號B)表示 的是通過了分色鏡330的藍色光。通過了分色鏡310的紅色光由分色鏡320反射，入射到紅色光用的液晶光調制裝 置400R的圖像形成區(qū)域。由分色鏡310反射的綠色光，進而由分色鏡330反射，入射到綠色光用的液晶光調 制裝置400G的圖像形成區(qū)域。來自第2照明裝置110的藍色光，由反射鏡340反射，入射到藍色光用的液晶光調 制裝置400B的圖像形成區(qū)域。液晶光調制裝置400R、400G、400B根據圖像信息對入射的色光進行調制而形成彩 色圖像，成為第1照明裝置10以及第2照明裝置110的照明對象。而且，雖然省略了圖示， 但在分色鏡320與液晶光調制裝置400R之間，在分色鏡330與液晶光調制裝置400G之間 以及在反射鏡340與液晶光調制裝置400B之間，配置有入射側偏振板，在液晶光調制裝置 400R、400G、400B與十字分色棱鏡500之間，分別配置有射出側偏振板。利用這些入射側偏 振板、液晶光調制裝置400R、400G、400B以及射出側偏振板，進行入射的各色光的光調制。液晶光調制裝置400R、400G、400B是在一對透明的玻璃基板間密閉封入作為電光 物質的液晶而成的透射型的液晶光調制裝置，其例如以多晶硅TFT為開關元件，根據所提 供的圖像信號，對從入射側偏振板射出的1種直線偏振光的偏振方向進行調制。十字分色棱鏡500是對從射出側偏振板射出的按每一色光調制后的光學像進行合成而形成彩色圖像的光學元件。該十字分色棱鏡500成為使4塊直角棱鏡粘貼而成的俯 視大致正方形狀，在使直角棱鏡彼此粘貼而成的大致X字狀的界面，形成有電介質多層膜。 在大致X字狀的一個界面形成的電介質多層膜反射紅色光，在另一個界面形成的電介質多 層膜反射藍色光。利用這些電介質多層膜，通過使紅色光以及藍色光彎折，與綠色光的行進 方向一致，而合成3種色光。從十字分色棱鏡500射出的彩色圖像由投影光學系統600進行放大投影，在屏幕 SCR上形成圖像。接著，說明實施方式1的投影機1000的效果。根據實施方式1的投影機1000，由于作為由液晶光調制裝置400R、400G、400B調制 的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)，使用第1固體光源裝置20射出的2種色光(紅 色光以及綠色光)以及第2固體光源裝置120射出的1種色光(藍色光)，所以與具備1個 固體光源裝置的投影機的情況相比可以減輕施加在各個固體光源裝置上的熱的負荷，其結 果，與具備1個固體光源裝置的投影機相比可以使投影圖像更明亮。此外，根據實施方式1的投影機1000，由于關于由液晶光調制裝置400R、400G、 400B調制的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)之中的2種色光(紅色光以及綠色 光)，使用同一固體光源(第1固體光源24)來生成，所以與具備3個固體光源裝置的投影 機相比可以使投影圖像的色平衡更穩(wěn)定。其結果，實施方式1的投影機1000，成為與具備1個固體光源裝置的投影機相比可 以使投影圖像更明亮并且與具備3個固體光源裝置的投影機相比可以使投影圖像的色平 衡更穩(wěn)定的投影機。此外，根據實施方式1的投影機1000，由于激勵光是藍色光，第1色光是紅色光，第 2色光是綠色光，第3色光是藍色光，所以可以使用射出藍色光的第1固體光源24，使包含 紅色光和綠色光的光從第1固體光源裝置20射出。此外，根據實施方式1的投影機1000，由于使用與在射出綠色光的固體光源裝置 中使用的固體光源相比發(fā)光效率高的第1固體光源24(射出藍色光)而生成綠色光，所以 與使用射出綠色光的固體光源裝置相比可以提高發(fā)光效率。此外，根據實施方式1的投影機1000，由于第1固體光源24與第2固體光源124 具有相同的溫度特性，所以關于全部的色光，可以使因溫度的變化引起的光量的變化相一 致，使投影圖像的色平衡更穩(wěn)定。此外，根據實施方式1的投影機1000，由于熒光層26由含有作為YAG類熒光體的 (Y，Gd)3(Al，Ga)5012:Ce的層構成，所以可以使投影圖像更明亮，并且，可以成為可靠性高的 投影機。此外，根據實施方式1的投影機1000，由于具有利用分色鏡320從來自第1固體光 源裝置20的光中除去黃色光的功能，所以可以從來自第1固體光源裝置20的光中除去黃 色光，其結果，可以防止因黃色光引起的色再現性的劣化。此外，根據實施方式1的投影機1000，由于具有利用分色鏡330從來自第1固體光 源裝置20的光中除去激勵光(藍色光)的功能，所以可以從來自第1固體光源裝置20的 光中除去激勵光(藍色光)，其結果，可以防止因激勵光(藍色光)引起的色再現性的劣化 和/或光調制裝置的劣化。
[實施方式2]圖4是表示實施方式2的投影機1002的光學系統的俯視圖。實施方式2的投影機1002，基本上具有與實施方式1的投影機1000同樣的結構， 但是第1照明裝置的結構以及色分離導光光學系統的結構與實施方式1的投影機1000的 情況不同。S卩，在實施方式2的投影機1002中，第1照明裝置12如圖4所示，進一步具備作 為激勵光反射光學系統的激勵光反射鏡50，該激勵光反射光學系統位于準直光學系統30 的后級，對從熒光層26射出的光(紅色光、綠色光以及黃色光)與由熒光層26未進行變換 而原樣射出的激勵光(藍色光)進行分離，使原樣射出的激勵光(藍色光)朝向熒光層26 返回。此外，激勵光反射鏡50是在基板上形成有使藍色光反射而使紅色光、綠色光以及黃 色光通過的波長選擇透射膜的分色鏡。此外，在圖4中由從激勵光反射鏡50延伸的虛線箭 頭符號(參照符號B)表示的是由激勵光反射鏡50反射的藍色光。此外，與之相伴，由于在色分離導光光學系統302中不會入射激勵光(藍色光)，所 以不需要具有除去激勵光(藍色光)的功能的分色鏡330。因此，色分離導光光學系統302 代之分色鏡330而具備反射鏡350。這樣，實施方式2的投影機1002成為以下這樣的投影機雖然第1照明裝置的結 構以及色分離導光光學系統的結構與實施方式1的投影機1000的情況不同，但是由于作為 由液晶光調制裝置400R、400G、400B調制的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)，使用 第1固體光源裝置20射出的2種色光(紅色光以及綠色光)以及第2固體光源裝置射出 的1種色光(藍色光)，此外關于由液晶光調制裝置400R、400G、400B調制的3種色光(紅 色光、綠色光以及藍色光)之中的2種色光(紅色光以及綠色光)，使用同一固體光源(第 1固體光源24)來生成，所以與實施方式1的投影機1000的情況同樣，與具備1個固體光源 裝置的投影機相比可以使投影圖像更明亮，并且與具備3個固體光源裝置的投影機相比可 以使投影圖像的色平衡更穩(wěn)定。此外，根據實施方式2的投影機1002，由于進一步具備激勵光反射鏡50，所以可以 通過使原樣通過了熒光層26的激勵光(藍色光)再次入射到熒光層26而再利用激勵光 (藍色光)來使光利用效率提高，而且可以使投影圖像更明亮。此外，可以從來自第1固體 光源裝置20的光中除去激勵光(藍色光)，其結果，可以防止因激勵光(藍色光)引起的色 再現性的劣化和/或光調制裝置的劣化。此外，根據實施方式2的投影機1002，由于激勵光反射鏡50位于準直光學系統 30的后級，所以原樣通過熒光層26且由準直光學系統30形成為了平行光的激勵光(藍色 光)，由激勵光反射鏡50以平行光原樣反射，之后由準直光學系統30進行會聚，高效率地入 射到熒光層26的發(fā)光區(qū)域，因此能夠抑制因進一步具備激勵光反射鏡50而使發(fā)光區(qū)域擴 大的情況。而且，實施方式2的投影機1002，由于在第1照明裝置的結構以及色分離導光光學 系統的結構以外的方面，具有與實施方式1的投影機1000同樣的結構，所以一樣具有實施 方式1的投影機1000所具有的效果之中相應的效果。[實施方式3]圖5是表示實施方式3的投影機1004的光學系統的俯視圖。
實施方式3的投影機1004，基本上具有與實施方式2的投影機1002同樣的結構， 但是第1照明裝置的結構與實施方式2的投影機1002的情況不同。S卩，在實施方式3的投影機1004中，第1照明裝置14如圖5所示，進一步具備反 射型偏振板52，該反射型偏振板52位于準直光學系統30的后級，使從第1固體光源裝置 20射出的光中所包含的偏振分量之中的一種偏振分量(例如s偏振分量)原樣通過，并且 使其他的偏振分量(例如P偏振分量)朝向熒光層26反射。反射型偏振板52是具有以特 定的間距配置為格子狀的極細的金屬線的線柵偏振板。而且，作為反射型偏振板，也能夠代 替線柵偏振板，而使用在基板上形成有電介質多層膜的偏振分束器(PBS)。在圖5中由從反 射型偏振板52延伸的實線箭頭符號(參照符號R(P)、G(p)、Y(p))表示的是由反射型偏振 板52反射的其他的偏振分量。這樣，實施方式3的投影機1004成為以下這樣的投影機雖然第1照明裝置的結 構與實施方式2的投影機1002的情況不同，但是由于作為由液晶光調制裝置400R、400G、 400B調制的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)，使用第1固體光源裝置20射出的2 種色光(紅色光以及綠色光)以及第2固體光源裝置射出的1種色光(藍色光)，此外關于 由液晶光調制裝置400R、400G、400B調制的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)之中的 2種色光(紅色光以及綠色光)，使用同一固體光源(第1固體光源24)來生成，所以與實 施方式2的投影機1002的情況同樣，與具備1個固體光源裝置的投影機相比可以使投影圖 像更明亮，并且與具備3個固體光源裝置的投影機相比可以使投影圖像的色平衡更穩(wěn)定。此外，根據實施方式3的投影機1004，由于進一步具備反射型偏振板52，所以通過 使其他的偏振分量再次返回到熒光層26并且使其他的偏振分量在熒光層26的表面反射， 可以將其他的偏振分量的一部分變換為一種偏振分量而進行再利用，來使光利用效率提 高，而且可以使投影圖像更明亮。此外，根據實施方式3的投影機1004，由于反射型偏振板52位于準直光學系統30 的后級，所以由準直光學系統30形成為了平行光的其他的偏振分量，由反射型偏振板52以 平行光原樣反射，之后由準直光學系統30進行會聚，高效率地入射到熒光層26的發(fā)光區(qū) 域，因此能夠抑制因進一步具備反射型偏振板52而使發(fā)光區(qū)域擴大的情況。此外，根據實施方式3的投影機1004，由于反射型偏振板52配置于激勵光反射鏡 50的后級，所以由激勵光反射鏡50反射的激勵光的一部分不會由反射型偏振板52所吸收， 因此可以使光的利用效率提高。而且，實施方式3的投影機1004，由于在第1照明裝置的結構以外的方面，具有與 實施方式2的投影機1002同樣的結構，所以一樣具有實施方式2的投影機1002所具有的 效果之中相應的效果。[實施方式4]圖6是表示實施方式4的投影機1006的光學系統的俯視圖。實施方式4的投影機1006，基本上具有與實施方式2的投影機1002同樣的結構， 但是光調制裝置的結構以及色分離導光光學系統的結構與實施方式2的投影機1002的情 況不同。S卩，在實施方式4的投影機1006中，光調制裝置如圖6所示，包括反射型的液晶光 調制裝置402R、402G、402B。此外，色分離導光光學系統由色分離導光光學系統304構成，該色分離導光光學系統304具備反射綠色光分量而使其他的色光分量通過的分色鏡310、使 一種偏振分量(例如s偏振分量)原樣通過而使其他的偏振分量(P偏振分量)反射的反 射型偏振板322、332、342。反射型偏振板322具有作為反射黃色光分量而使紅色光分量通 過的分色鏡的功能。反射型偏振板322例如是在基板的一個面具有以特定的間距配置為格 子狀的極細的金屬線作為線柵偏振板、在基板的另一個面具有波長選擇透射膜作為分色鏡 的光學元件。即，投影機1006具有通過反射型偏振板322除去黃色光的功能。液晶光調制裝置402R、402G、402B與色分離導光光學系統304中的反射型偏振板 322、332、342 —起，進行所入射的各色光的光調制。色分離導光光學系統304具有以下功 能將來自第1照明裝置10的光分離為紅色光以及綠色光并將紅色光以及綠色光的各個色 光導向到成為照明對象的液晶光調制裝置402R、402G并將由液晶光調制裝置402R、402G反 射的光作為調制光導向到十字分色棱鏡500的功能，以及將來自第2照明裝置110的藍色 光導向到成為照明對象的液晶光調制裝置402B并將由液晶光調制裝置反射的光作為調制 光導向到十字分色棱鏡500的功能。如上所述，實施方式4的投影機1006成為以下這樣的投影機雖然光調制裝置的 結構以及色分離導光光學系統的結構與實施方式2的投影機1002的情況不同，但是由于作 為由液晶光調制裝置402R、402G、402B調制的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)，使用 第1固體光源裝置20射出的2種色光(紅色光以及綠色光)以及第2固體光源裝置射出 的1種色光(藍色光)，此外關于由液晶光調制裝置402R、402G、402B調制的3種色光(紅 色光、綠色光以及藍色光)之中的2種色光(紅色光以及綠色光)，使用同一固體光源(第 1固體光源24)來生成，所以與實施方式2的投影機1002的情況同樣，與具備1個固體光源 裝置的投影機相比可以使投影圖像更明亮，并且與具備3個固體光源裝置的投影機相比可 以使投影圖像的色平衡更穩(wěn)定。此外，實施方式4的投影機1006，由于在光調制裝置的結構以及色分離導光光學 系統的結構以外的方面，具有與實施方式2的投影機1002同樣的結構，所以一樣具有與實 施方式2的投影機1002所具有的效果同樣的效果。[實施方式5]圖7是表示實施方式5的投影機1008的光學系統的俯視圖。實施方式5的投影機1008，基本上具有與實施方式1的投影機1000同樣的結構， 但是第1照明裝置的結構以及第2照明裝置的結構與實施方式1的投影機1000的情況不 同。即，在實施方式5的投影機1008中，如圖7所示，第1照明裝置16代之棒形積分 器光學系統40而具備透鏡積分器光學系統60，此外，第2照明裝置112代之棒形積分器光 學系統140而具備透鏡積分器光學系統160。透鏡積分器光學系統60具備第1透鏡陣列 62、第2透鏡陣列64以及重疊透鏡66。透鏡積分器光學系統160具備第1透鏡陣列162、 第2透鏡陣列164以及重疊透鏡166。這樣，實施方式5的投影機1008成為以下這樣的投影機雖然第1照明裝置的結 構以及第2照明裝置的結構與實施方式1的投影機1000的情況不同，但是由于作為由液晶 光調制裝置400R、400G、400B調制的3種色光(紅色光、綠色光以及藍色光)，使用第1固體 光源裝置20射出的2種色光(紅色光以及綠色光)以及第2固體光源裝置射出的1種色光(藍色光)，此外關于由液晶光調制裝置400R、400G、400B調制的3種色光(紅色光、綠色 光以及藍色光)之中的2種色光(紅色光以及綠色光)，使用同一固體光源(第1固體光 源24)來生成，所以與實施方式1的投影機1000的情況同樣，與具備1個固體光源裝置的 投影機相比可以使投影圖像更明亮，并且與具備3個固體光源裝置的投影機相比可以使投 影圖像的色平衡更穩(wěn)定。此外，實施方式5的投影機1008，由于在第1照明裝置的結構以及第2照明裝置 的結構以外的方面，具有與實施方式1的投影機1000同樣的結構，所以一樣具有實施方式 1的投影機1000所具有的效果同樣的效果。以上，雖然基于上述的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明并不限定于上 述的實施方式。在不脫離其主旨的范圍中可以在各種方式下實施，例如，也可以進行以下這 樣的變形。(1)在上述各實施方式中，熒光層26由含有(Y，Gd)3(Al，Ga)5012:Ce的層構成，但 是本發(fā)明并不限于此。例如，熒光層，既可以由含有(Y，Gd)3(Al，Ga)5012:Ce以外的YAG類 熒光體的層構成，也可以由含有硅酸鹽類熒光體的層構成，也可以由含有TAG類熒光體的 層構成。此外，熒光層也可以由含有將激勵光變換為紅色光的熒光體與將激勵光變換為綠 色光的熒光體的混合物的層構成。(2)在上述各實施方式中，使用了液晶光調制裝置作為投影機的光調制裝置，但是 本發(fā)明并不限于此。作為光調制裝置，一般地，只要是根據圖像信息對入射光進行調制的裝 置即可，也可以使用微鏡型光調制裝置等。作為微鏡型光調制裝置，例如，能夠使用DMD(數 字微鏡器件)(TI公司的商標)。(3)在上述各實施方式中，第1固體光源裝置20以及第2固體光源裝置120由發(fā) 光二極管構成，但是本發(fā)明并不限于此。第1固體光源裝置20以及第2固體光源裝置120 例如既可以由半導體激光器構成，也可以由有機發(fā)光二極管構成。(4)在上述各實施方式中，激勵光是藍色光，但是本發(fā)明并不限于此。激勵光也可 以是紫外光。通過這樣構成，也可以從第1照明裝置射出包含紅色光和綠色光的光，此外， 與使用射出綠色光的固體光源裝置相比可以使發(fā)光效率提高，進而擴大了選擇熒光層的熒 光體的范圍。(5)在上述各實施方式中，在激勵光是紫外光的情況下，既可以第1色光是綠色 光，第2色光是藍色光，第3色光是紅色光，也可以第1色光是紅色光，第2色光是藍色光， 第3色光是綠色光。(6)在上述實施方式1 3、5中，投影機具有除去來自第1固體光源裝置20的黃 色光的功能，但是本發(fā)明并不限于此。例如，投影機也可以不具有除去黃色光的功能。在此 情況下，可以積極地利用來自第1照明裝置的光中所包含的黃色光，可以投影更明亮的投 影圖像。此外，在不除去黃色光的情況下，通過使用與紅色光和/或綠色光不同的光調制裝 置對黃色光進行調制，除了上述的效果之外，還可得到以下效果可以投影色再現性更優(yōu)異 的投影圖像。(7)在上述實施方式3中，第1照明裝置14具備激勵光反射鏡50和反射型偏振板 52雙方，但是本發(fā)明并不限于此。例如也可以不具備激勵光反射鏡。(8)在上述各實施方式中，投影機也可以進一步具備偏振變換裝置。所謂偏振變換裝置，是將包含一種偏振分量和其他偏振分量雙方的光變換為偏振方向一致了的大致1種 直線偏振光的偏振變換元件。(9)在上述各實施方式中，準直光學系統30、130具備凸彎月形透鏡32、132和凸透 鏡34、134兩塊透鏡，但是本發(fā)明并不限于此。例如，準直光學系統既可以僅具備1塊透鏡， 也可以具備3塊以上的透鏡。(10)在上述各實施方式中的投影機的光路中使用的各透鏡的形狀，并不限于上述 各實施方式中所記載的形狀。根據需要，能夠使用各種形狀的透鏡。(11)在上述各實施方式中，例示使用了 3個液晶光調制裝置的投影機而進行了說 明，但是本發(fā)明并不限于此。也可以應用于使用了 1個、2個或4個以上的液晶光調制裝置 的投影機。(12)本發(fā)明對于應用于從觀察投影圖像的一側進行投影的正面投影型投影機的 情況、應用于從與觀察投影圖像的一側相反的一側進行投影的背投影型投影機的情況都是 可以的。(13)在上述實施方式2以及3中，使用了激勵光反射鏡50作為激勵光反射光學系 統，但是本發(fā)明并不限于此。圖8是表示變形例的投影機1010的光學系統的俯視圖。如圖 8所示，作為激勵光反射光學系統，也可以使用包括以下部件的激勵光反射光學系統分離 從熒光層26射出的光(紅色光、綠色光以及黃色光)與由熒光層未進行變換而原樣射出的 激勵光(藍色光)的分色鏡54，使來自分色鏡54的激勵光(藍色光)朝向熒光層26反射 的反射鏡56。通過這樣構成，也與實施方式2以及3的情況同樣，可以使投影圖像更明亮， 此外，可以防止因激勵光引起的色再現性的劣化和/或光調制裝置的劣化。
權利要求
一種投影機，其特征在于，具備第1固體光源裝置，其具備射出激勵光的第1固體光源和熒光層，該熒光層將從前述第1固體光源射出的前述激勵光變換為包含第1色光以及與前述第1色光不同的第2色光的光并射出；第2固體光源裝置，其具備射出與前述第1色光以及前述第2色光的任一種都不同的第3色光的第2固體光源；光調制裝置，其根據圖像信息對前述第1色光、前述第2色光以及前述第3色光進行調制；以及投影光學系統，其將來自前述光調制裝置的調制光作為投影圖像進行投影。
2.根據權利要求1所述的投影機，其特征在于 前述激勵光是藍色光；前述第1色光是紅色光； 前述第2色光是綠色光； 前述第3色光是藍色光。
3.根據權利要求2所述的投影機，其特征在于前述第1固體光源與前述第2固體光源具有相同的溫度特性。
4.根據權利要求1所述的投影機，其特征在于 前述激勵光是紫外光；前述第1色光是紅色光； 前述第2色光是綠色光； 前述第3色光是藍色光。
5.根據權利要求2 4中的任意一項所述的投影機，其特征在于 前述熒光層包括含有YAG類熒光體、硅酸鹽類熒光體或TAG類熒光體的層。
6.根據權利要求1 5中的任意一項所述的投影機，其特征在于 具有從來自前述第1固體光源裝置的光中除去黃色光的功能。
7.根據權利要求1 6中的任意一項所述的投影機，其特征在于 具有從來自前述第1固體光源裝置的光中除去前述激勵光的功能。
8.根據權利要求1 7中的任意一項所述的投影機，其特征在于，還具備激勵光反射光學系統，其分離從前述熒光層射出的光與由前述熒光層未進行變換而原 樣射出的激勵光，使前述原樣射出的激勵光朝向前述熒光層返回。
9.根據權利要求8所述的投影機，其特征在于，還具備準直光學系統，其將從前述第1固體光源裝置射出的光平行化； 其中，前述激勵光反射光學系統，位于前述準直光學系統的后級。
10.根據權利要求1 9中的任意一項所述的投影機，其特征在于，還具備反射型偏振板，其使從前述第1固體光源裝置射出的光中所包含的偏振分量之中的一 種偏振分量原樣通過，并且使其他的偏振分量朝向前述熒光層反射。
11.根據權利要求10所述的投影機，其特征在于，還具備準直光學系統，其將從前述第1固體光源裝置射出的光平行化； 其中，前述反射型偏振板，位于前述準直光學系統的后級。
12.根據權利要求8或9所述的投影機，其特征在于，還具備 反射型偏振板，其使從前述第1固體光源裝置射出的光中所包含的偏振分量之中的一 種偏振分量原樣通過，并且使其他的偏振分量朝向前述熒光層反射； 其中，前述反射型偏振板，配置于前述激勵光反射光學系統的后級。
全文摘要
本發(fā)明提供可以使投影圖像明亮并且可以使投影圖像的色平衡穩(wěn)定的投影機。投影機(1000)具備第1固體光源裝置(20)，其具備射出激勵光的第1固體光源和將從第1固體光源射出的激勵光變換為包含紅色光以及綠色光的光并射出的熒光層；第2固體光源裝置(120)，其具備射出藍色光的第2固體光源；光調制裝置400R、400G、400B，其根據圖像信息對各色光進行調制；以及投影光學系統，其將來自各光調制裝置的調制光作為投影圖像進行投影。
文檔編號F21V9/10GK101995748SQ20101026017
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權日2009年8月20日
發(fā)明者宮前章 申請人:精工愛普生株式會社