專利名稱：光源裝置及投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于采用半導(dǎo)體發(fā)光元件的DLP(Digital Light Processing)(注冊(cè)商標(biāo))方式的投影儀裝置的投影裝置。
背景技術(shù)：
以往，提出了日本特開2010-164846這樣的技木，即，通過馬達(dá)和曲柄機(jī)構(gòu)使配置有多個(gè)扇形熒光體的熒光體輪及其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部擺動(dòng)，使照射了光束的熒光體的位置循環(huán)地移動(dòng)，以便即使提高光束的激勵(lì)源的輸出，仍可大幅度地降低熒光體層的熱損傷。在上述專利文獻(xiàn)中記載的技術(shù)中，通過使光束的光點(diǎn)所照射的熒光體層上的位置移動(dòng)，防止熒光體層熱傷損。另ー方面，在這種投影儀中，經(jīng)常要求進(jìn)ー步提高用于光源的半導(dǎo)體發(fā)光元件的輸出，并且進(jìn)ー步提高所投影的圖像的亮度，但是在上述專利文獻(xiàn)中記載的技術(shù)中，必須使裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)更大型且復(fù)雜等，在應(yīng)對(duì)上述要求方面存在限度。

發(fā)明內(nèi)容
ー種投影裝置，其特征在于，具備光源，以陣列狀配置有多個(gè)發(fā)光元件，分別射出激勵(lì)光；突光體板，具有突光體層，該突光體層通過上述激勵(lì)光的照射，發(fā)出突光發(fā)光光；第一透鏡陣列，設(shè)置于上述熒光體板的上述光源側(cè)，以陣列狀配置有與上述發(fā)光元件分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)透鏡，將上述熒光發(fā)光光聚光，并且使上述熒光發(fā)光光成為相互平行的平行光井照射；以及投影部，使用經(jīng)由上述第一透鏡陣列取出的上述熒光發(fā)光光來(lái)形成光學(xué)影像，并朝向投影對(duì)象投射。在下面的描述中給出本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，其部分顯然根據(jù)下面的描述而得出，或通過本發(fā)明的實(shí)施而得知，通過在下面特別指出的手段和組合，會(huì)意識(shí)到和獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


引入而構(gòu)成說明書的一部分的附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，其與在上面給出的概述和在下面給出的具體的描述一起用于對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行說明。圖I為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的數(shù)據(jù)投影儀裝置的概略功能結(jié)構(gòu)的框圖；圖2為表不本實(shí)施方式的光源部的第一結(jié)構(gòu)例的圖；圖3為表不作為本實(shí)施方式的透鏡陣列和突光板中的激勵(lì)光的藍(lán)色光的照射,和由該激勵(lì)光激勵(lì)的熒光發(fā)光光的射出的圖；圖4為例不通過本實(shí)施方式的對(duì)突光板的激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的突光發(fā)光光的圖；圖5為表示本實(shí)施方式的透鏡陣列的熒光板的對(duì)應(yīng)分割區(qū)域的圖；圖6為表示本實(shí)施方式的照明用透鏡陣列和微鏡元件之間的光路圖；圖7為表示本實(shí)施方式的光源部的第二結(jié)構(gòu)例的圖；圖8為例不本實(shí)施方式的突光板的結(jié)構(gòu)和通過激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的突光發(fā)光光的圖；圖9為表示本實(shí)施方式的光源部的第三結(jié)構(gòu)例的圖； 圖IOA為例示本實(shí)施方式的熒光板的結(jié)構(gòu)和通過激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的綠色的突光發(fā)光光的圖；圖IOB為例示本實(shí)施方式的熒光板的結(jié)構(gòu)和通過激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的紅色的突光發(fā)光光的圖；圖IOC為例示本實(shí)施方式的熒光板的結(jié)構(gòu)、和在Y場(chǎng)或W場(chǎng)通過激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的緑色和紅色的熒光發(fā)光光的圖；圖11為表示本實(shí)施方式的光源部的第四結(jié)構(gòu)例的圖；圖12A為例示本實(shí)施方式的熒光板的結(jié)構(gòu)和通過激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的綠色的熒光發(fā)光光的例子的圖；圖12B為例示本實(shí)施方式的熒光板的結(jié)構(gòu)和通過激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的紅色的突光發(fā)光光的圖；圖12C為例示本實(shí)施方式的熒光板的結(jié)構(gòu)、和在Y場(chǎng)或W場(chǎng)通過激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的緑色和紅色的熒光發(fā)光光的圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。下面參照附圖，說明將本發(fā)明應(yīng)用于DLP(注冊(cè)商標(biāo))方式的數(shù)據(jù)投影儀裝置的情況的ー個(gè)實(shí)施方式。圖I為表示本實(shí)施方式的數(shù)據(jù)投影儀裝置10的概略功能結(jié)構(gòu)的圖。輸入部11例如由管腳插孔(pin jack) (RCA)型的視頻輸入端子和D-subl5型的RGB輸入端子等構(gòu)成。輸入到輸入部11中的各種規(guī)格的模擬圖像信號(hào)在由輸入部11進(jìn)行數(shù)字化處理后，經(jīng)由系統(tǒng)總線SB，發(fā)送給圖像變換部12。圖像變換部12也稱為換算器(scaler)，將所輸入的圖像數(shù)據(jù)統(tǒng)ー為適合于投影的規(guī)定格式的圖像數(shù)據(jù)，并發(fā)送給投影處理部13。此時(shí)，表示0SD(0n Screen Display,屏幕顯示)用的各種動(dòng)作狀態(tài)的圖標(biāo)(symbol)等的數(shù)據(jù)也根據(jù)需要由圖像變換部12重疊加工在圖像數(shù)據(jù)中，將加工后的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給投影處理部13。投影處理部13根據(jù)發(fā)送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)，通過按照規(guī)定格式的幀速率(例如60幀/秒)和將顏色成分的分割數(shù)量及顯示灰度數(shù)量相乘而得到的更高速的分時(shí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以使作為空間光調(diào)制元件的微鏡元件14顯示。
該微鏡元件14分別高速地使配列為陣列狀的多個(gè)、例如WXGA(Wide extendedGraphic Array)(橫1280像素X縱800像素)量的微小反射鏡的各傾斜角度進(jìn)行開/關(guān)動(dòng)作從而顯示圖像，由此通過其反射光來(lái)形成光學(xué)影像。另ー方面，從光源部15分時(shí)地將包含R，G，B的原色光的多色的光源光循環(huán)地分時(shí)依次射出。來(lái)自該光源部15的光源光被反射鏡16全反射，照射到上述微鏡元件14。接著，通過微鏡元件14的反射光形成光學(xué)影像，將形成的光學(xué)影像經(jīng)由投影透鏡部17投影顯示在成為投影對(duì)象的未圖示的屏幕上。CPU18對(duì)上述各電路的全部動(dòng)作進(jìn)行控制。該CPU18直接與主存儲(chǔ)器19和程序存儲(chǔ)器20連接。主存儲(chǔ)器19例如由SRAM構(gòu)成，作為CPU18的工作存儲(chǔ)器發(fā)揮功能。程序存儲(chǔ)器20由可以電性重寫的非易失性存儲(chǔ)器構(gòu)成，存儲(chǔ)CPU18所執(zhí)行的動(dòng)作程序和各種定型數(shù)據(jù)等。CPU18使用上述主存儲(chǔ)器19和程序存儲(chǔ)器20，進(jìn)行該數(shù)據(jù)投影儀裝置10內(nèi)的控制動(dòng)作。 上述CPU18根據(jù)來(lái)自操作部21的按鍵操作信號(hào)進(jìn)行各種投影動(dòng)作。該操作部21包括按鍵操作部和紅外線受光部，該按鍵操作部設(shè)置在數(shù)據(jù)投影儀裝置10的主體上，該紅外線受光部對(duì)來(lái)自該數(shù)據(jù)投影儀裝置10專用的未圖示的遙控器的紅外光進(jìn)行受光，該操作部21將用戶通過主體的按鍵操作部或遙控器操作的按鍵的按鍵操作信號(hào)直接輸出給CPU18。上述CPU18還經(jīng)由上述系統(tǒng)總線SB與聲音處理部22連接。聲音處理部22包括PCM音源等音源電路，將在投影動(dòng)作時(shí)提供的聲音數(shù)據(jù)模擬化，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器部23并使其放大發(fā)聲，或根據(jù)需要產(chǎn)生振動(dòng)聲音等。(光源部的第一結(jié)構(gòu)的例子)通過圖2，說明使用3種發(fā)光元件來(lái)構(gòu)成上述光源部15的情況的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。光源部15-1具有發(fā)出作為光源光的紅色光的LED (發(fā)光二極管)31。該LED31發(fā)出的紅色光經(jīng)由作為準(zhǔn)直透鏡發(fā)揮功能的透鏡32、33，透過ニ向色鏡34、35后，經(jīng)由照明用透鏡陣列36、場(chǎng)鏡(field lens) 37到達(dá)上述反射鏡16。被反射鏡16反射的紅色光進(jìn)ー步經(jīng)由場(chǎng)鏡38照射到上述微鏡元件14。然后，由該微鏡元件14的反射光形成的紅色的光學(xué)影像經(jīng)由場(chǎng)鏡38，由上述投影透鏡部17朝向未圖示的屏幕照射。另外，光源部15-1具有發(fā)出作為光源光的藍(lán)色光的LED39，發(fā)出綠色光激勵(lì)用的藍(lán)色光的LD (激光二極管，半導(dǎo)體激光器)陣列42。該LED39發(fā)出的藍(lán)色光經(jīng)由作為準(zhǔn)直透鏡發(fā)揮功能的透鏡40、41，由上述ニ向色鏡34反射后，透過上述ニ向色鏡35，經(jīng)由照明用透鏡陣列36、場(chǎng)鏡37到達(dá)上述反射鏡16。在上述LD陣列42中，例如以陣列狀排列有6X6 (附圖垂直方向)共計(jì)36個(gè)LD。該LD陣列42發(fā)出的藍(lán)色的激光經(jīng)由透鏡陣列43 (第二透鏡陣列)，各光束被放大。在透過上述ニ向色鏡35后，經(jīng)由為了與上述LD陣列42對(duì)置而以同一排列構(gòu)成的透鏡陣列44(第一透鏡陣列)，照射到熒光板45。另外，通過該透鏡陣列43，對(duì)從LD陣列42的LD照射的各個(gè)光的行進(jìn)方向進(jìn)行微修正。于是，這些光作為相互平行的平行光，良好地入射到透鏡陣列44的各個(gè)透鏡，能夠提高聚光效率。
此外，以熒光體層70位于透鏡陣列44的焦點(diǎn)位置附近的方式配置熒光板45。該熒光板45由板狀的透明部件構(gòu)成，在整個(gè)面上形成熒光體層70。S卩，熒光板45的具有熒光體層70的整個(gè)面以下述方式設(shè)置，在照射有來(lái)自LD陣列42的藍(lán)色的激光的面上涂敷熒光體，從而形成熒光體層70，并且在形成有熒光體層70的面的背面上，反射板與熒光體層70重合。即，如果將LD陣列42的藍(lán)色的激光照射到熒光板45的熒光體層70上，則激勵(lì)熒光體層70，作為所需的波長(zhǎng)的光而發(fā)出緑色的熒光發(fā)光光。該綠色的熒光發(fā)光光也作為光源光使用。從熒光板45發(fā)出的作為擴(kuò)散光的緑色光被形成于熒光板45的背面?zhèn)鹊纳鲜龇瓷浒寰鶆虻貙?dǎo)向上述透鏡陣列44側(cè)，被透鏡陣列44聚光而成為大致平行的光束，并被ニ向色鏡35反射。然后，上述緑色光經(jīng)由上述照明用透鏡陣列36、場(chǎng)鏡37到達(dá)上述反射鏡16。
如上所述，ニ向色鏡34使紅色光透過，但是使藍(lán)色光反射。ニ向色鏡35使紅色光和藍(lán)色光透過，但是使緑色光反射。(光源部的第一結(jié)構(gòu)例的動(dòng)作)由數(shù)據(jù)投影儀裝置10投影的彩色圖像的I幀例如由R(紅色)場(chǎng)、G(緑色)場(chǎng)、B(藍(lán)色)場(chǎng)共計(jì)3個(gè)場(chǎng)構(gòu)成的情況下，由投影處理部13對(duì)紅色發(fā)光用的LED31、發(fā)出綠色激勵(lì)用的藍(lán)色光的LD陣列42、及藍(lán)色發(fā)光用的LED39依次分時(shí)地循環(huán)進(jìn)行發(fā)光驅(qū)動(dòng)。主要對(duì)G場(chǎng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。在G場(chǎng)中，從透鏡陣列43射出的藍(lán)色光的光線組在由透鏡陣列43擴(kuò)大了各光線的寬度后，透過ニ向色鏡35，經(jīng)由透鏡陣列44再次將各光線的寬度收斂后，照射到熒光板45上。圖3為表示透鏡陣列44和熒光板45中的作為激勵(lì)光的藍(lán)色光的照射、及被該激勵(lì)光激勵(lì)的熒光體層70的熒光發(fā)光光的射出的概略結(jié)構(gòu)圖。構(gòu)成透鏡陣列44的各個(gè)透鏡具有較短的焦距，在該焦距附近設(shè)置熒光板45。如圖所示，熒光板45在熒光體層70的背面?zhèn)刃纬捎蟹瓷潴w45ref ，通過作為激勵(lì)光的藍(lán)色光的照射而產(chǎn)生的緑色光在透鏡陣列44側(cè)ー邊擴(kuò)散ー邊反射。透鏡陣列44將這些綠色光聚光，調(diào)整為平行的光束后向ニ向色鏡35側(cè)射出。圖4為例示通過對(duì)熒光板45的激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的作為光源光的緑色的熒光發(fā)光光的圖。這樣在各照射位置產(chǎn)生的熒光發(fā)光光，通過透鏡陣列44，將來(lái)自與每個(gè)透鏡對(duì)應(yīng)的區(qū)域的光聚光，其射出光成為平行光。圖5表示上述透鏡陣列44的熒光板45的分割對(duì)應(yīng)區(qū)域。此時(shí)，由于以熒光體層70位于透鏡陣列44的焦點(diǎn)位置附近的方式配置熒光板45，所以能夠減小從熒光體層70的與每個(gè)透鏡對(duì)應(yīng)的各區(qū)域發(fā)出的各熒光發(fā)光光的擴(kuò)散，能夠通過對(duì)應(yīng)的透鏡良好地將光聚光，從而提高聚光效率。這樣，對(duì)應(yīng)于投影畫面的整個(gè)面而成為平行光的緑色的光源光被ニ向色鏡35反射，經(jīng)由照明用透鏡陣列36、場(chǎng)鏡37被反射鏡16反射，經(jīng)由場(chǎng)鏡38照射到微鏡元件14。此時(shí)，由于上述投影處理部13通過微鏡元件14顯示綠色用的圖像，所以通過其反射光形成緑色的光學(xué)影像，經(jīng)由場(chǎng)鏡38通過投影透鏡部17朝向投影對(duì)象的未圖示的屏幕等射出。圖6為上述照明用透鏡陣列36和微鏡元件14之間的光路圖。與光源光的光軸垂直的面的截面形狀如圖4、圖5所示呈矩形狀，這一點(diǎn)在該圖6中未示出。另外，使用構(gòu)成整體上具有矩形的形狀的照明用透鏡陣列36的各個(gè)透鏡，分別將部分光束擴(kuò)大、重疊后，生成向微鏡元件14照射的光源光，從而使作為照射到微鏡元件14上的光源光的亮度分布均勻。另外，在R場(chǎng)中，LED31發(fā)出的紅色光被透鏡32、33處理為大致平行，在透過2個(gè)二向色鏡34、35后，入射到上述照明用透鏡陣列36。照明用透鏡陣列36以后的動(dòng)作路徑與G場(chǎng)的綠色光相同。此外，在B場(chǎng)中，LED39發(fā)出的藍(lán)色光被透鏡40、41處理為大致平行，在被二向色鏡34反射后，透過二向色鏡35而入射到上述照明用透鏡陣列36。照明用透鏡陣列36以后的動(dòng)作路徑等與G場(chǎng)的綠色光相同。(光源部的第二結(jié)構(gòu)例和其動(dòng)作)
通過圖7，說明使用3種發(fā)光元件來(lái)構(gòu)成上述光源部15的情況的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由于該圖所示的光源部15-2基本上與圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，因此對(duì)同一部分賦予同一標(biāo)號(hào)并省略其說明。此外，發(fā)出用于激勵(lì)熒光體層70從而產(chǎn)生綠色光的藍(lán)色光的LD陣列42’為，將圓形的區(qū)域內(nèi)基本等分地照明的LD的排列。從例如6X4的矩形狀的LD排列中，將位于4角的各I個(gè)LD刪除后，共計(jì)20個(gè)LD以陣列狀排列。對(duì)應(yīng)于該LD陣列42’的結(jié)構(gòu)，透鏡陣列44’ (第一透鏡陣列)也具有相同的排列。進(jìn)而，熒光板45’如圖8所示以圓形狀構(gòu)成，在使LD陣列42’發(fā)光的投影動(dòng)作時(shí)，通過馬達(dá)(M)46旋轉(zhuǎn)。動(dòng)作時(shí)的R、G、B各場(chǎng)中的LED31、LD陣列42’、及LED39的各發(fā)光動(dòng)作和發(fā)出的光
的路徑等與上述第一結(jié)構(gòu)例相同。在G場(chǎng)中，來(lái)自LD陣列42的作為激勵(lì)光的藍(lán)色光經(jīng)由透鏡陣列44’照射到熒光板45’上，該熒光板45’被照射作為激光的藍(lán)色光而發(fā)出綠色的熒光發(fā)光光的位置如上述圖8所示。由于熒光板45’如上述那樣通過馬達(dá)46旋轉(zhuǎn)，所以在從熒光板45’側(cè)觀看時(shí)，SP使在G場(chǎng)期間中，照射激勵(lì)光的位置也伴隨旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)。因此，即使提高激光向熒光體的照射密度，如上述圖2所示，能夠顯著降低隨著原本照射激光的光點(diǎn)位置分散，熒光板45’的特定的照射光點(diǎn)因熱負(fù)荷而劣化及損傷的可能性。(光源部的第三結(jié)構(gòu)例)通過圖9，說明使用2種發(fā)光元件來(lái)構(gòu)成上述光源部15的情況的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。光源部15-3具有發(fā)出作為光源光的藍(lán)色光的LED51。該LED51發(fā)出的藍(lán)色光經(jīng)由作為準(zhǔn)直透鏡發(fā)揮功能的透鏡52、53，透過二向色鏡54后，經(jīng)由照明用透鏡陣列55、場(chǎng)鏡56，到達(dá)上述反射鏡16。由反射鏡16反射的藍(lán)色光進(jìn)一步經(jīng)由場(chǎng)鏡57照射到上述微鏡元件14。接著，由該微鏡元件14的反射光形成的藍(lán)色的光學(xué)影像經(jīng)由場(chǎng)鏡57，透過上述投影透鏡部17朝向未圖示的屏幕照射。此外，光源部15-3具有發(fā)出紅色光和綠色光激勵(lì)用的藍(lán)色光的LD陣列58。
在該LD陣列58中，例如6 X 6 (圖面垂直方向)的共計(jì)36個(gè)LD以陣列狀排列。該LD陣列58發(fā)出的藍(lán)色的激光經(jīng)由透鏡陣列59 (第二透鏡陣列)，各光束被放大，在透過上述二向色反射鏡54后，經(jīng)由為了與上述透鏡陣列59對(duì)置而以相同排列構(gòu)成的透鏡陣列60 (第一透鏡陣列)，照射到熒光板61。通過該透鏡陣列59，對(duì)從LD陣列58的LD照射的各個(gè)光的行進(jìn)方向進(jìn)行微修正，這些光作為相互平行的平行光，良好地入射到透鏡陣列60的各個(gè)透鏡中，能夠提高聚光效率。此外，以熒光體層位于透鏡陣列60的焦點(diǎn)位置附近的方式配置熒光板45。該突光板61將2種突光體以2種顏色相間的方格狀在整個(gè)面上形成。S卩,在突光板61的具有熒光體層的整個(gè)面上，在照射有來(lái)自LD陣列58的藍(lán)色的激光的面上，2種熒光體以2種顏色相間的方格狀區(qū)別開地交錯(cuò)排列的方式涂敷，在整體上形成I個(gè)熒光層，并且 在形成有該突光體層的面的背面，反射板以與突光體層重合的方式設(shè)置。即，在突光板61中，通過照射藍(lán)色光而發(fā)出綠色光的熒光體層(第一熒光體)71和通過照射藍(lán)色光而發(fā)出紅色光的熒光體層(第二熒光體)72以2種顏色相間的方格狀區(qū)別開地交錯(cuò)排列的方式涂敷。若將LD陣列58的藍(lán)色的激光照射到熒光板61的熒光體層，則發(fā)出所需的波長(zhǎng)的作為熒光發(fā)光光的紅色光和綠色光。這些熒光發(fā)光光也可以作為光源光使用。作為從熒光板45發(fā)出的擴(kuò)散光的紅色光和綠色光通過形成于熒光板61的背面?zhèn)鹊纳鲜龇瓷浒?，均勻地?dǎo)向到上述透鏡陣列60側(cè)，被透鏡陣列60聚光而成為大致平行的光束，被二向色鏡54反射后，經(jīng)由照明用透鏡陣列55、場(chǎng)鏡56到達(dá)上述反射鏡16。如上所述，二向色鏡54將藍(lán)色光透射，另一方面，將紅色光、綠色光反射。此外，作為與以2種顏色相間的方格狀分割而形成于上述熒光板45上的2種熒光體I : I對(duì)應(yīng)的器件，還對(duì)應(yīng)有構(gòu)成LD陣列42的各個(gè)LD，分別相互鄰接的LD能夠由不同時(shí)發(fā)光的2種顏色相間的方格狀的發(fā)光圖案來(lái)驅(qū)動(dòng)。(光源部的第三結(jié)構(gòu)例的動(dòng)作)在由數(shù)據(jù)投影儀裝置10投影的彩色圖像的I幀由例如B (藍(lán)色)場(chǎng)、G(綠色)場(chǎng)、及R (紅色)場(chǎng)的共計(jì)3個(gè)場(chǎng)構(gòu)成的情況下，通過投影處理部13，將藍(lán)色發(fā)光用的LED51、發(fā)出LD陣列58中的一半的綠色激勵(lì)用的藍(lán)色光的LD、以及發(fā)出LD陣列58中的剩余一半的紅色激勵(lì)用的藍(lán)色光的LD依次分時(shí)地循環(huán)發(fā)光驅(qū)動(dòng)。在B場(chǎng)中，作為L(zhǎng)ED51發(fā)出的光源光的藍(lán)色光通過透鏡52、53被調(diào)整為大致平行，透過二向色鏡54而入射到上述照明用透鏡陣列55。在照明用透鏡陣列55中，通過構(gòu)成該照明用透鏡陣列55的各個(gè)透鏡將一部分光束放大并重疊，然后輸出藍(lán)色光，射出的藍(lán)色的光被反射鏡16反射，經(jīng)由場(chǎng)鏡57照射到微鏡元件14上。此時(shí)，由于上述投影處理部13通過微鏡元件14來(lái)顯示藍(lán)色用的圖像，所以通過其反射光形成藍(lán)色的光學(xué)影像，經(jīng)由場(chǎng)鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對(duì)象的未圖示的屏幕等射出。在G場(chǎng)中，從構(gòu)成LD陣列58的一半的LD射出的藍(lán)色光的光線組，通過透鏡陣列59將各光線的寬度放大后，透過二向色反射鏡54，經(jīng)由透鏡陣列60再次將各光線的寬度收斂后，照射到熒光板61上。圖IOA例示了通過向熒光板61的激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的綠色的熒光發(fā)光光的例子。這樣，在以2種顏色相間的方格狀分散配置的各照射位置產(chǎn)生的綠色的熒光發(fā)光光通過透鏡陣列60，將來(lái)自與每個(gè)透鏡相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的光聚光，從而其輸出光成為平行光。此時(shí)，由于以熒光體層71位于透鏡陣列60的焦點(diǎn)位置附近的方式配置熒光板61，所以能夠減小從與熒光體層71的每個(gè)透鏡相對(duì)應(yīng)的各區(qū)域發(fā)出的各綠色的熒光發(fā)光光的擴(kuò)散，通過對(duì)應(yīng)的各透鏡良好地將光聚光，能夠提高聚光效率。這樣成為平行光的綠色的熒光發(fā)光光通過在照明用透鏡陣列55中構(gòu)成照明用透鏡陣列55的各自的透鏡，將一部分光束放大并重疊而射出，射出的綠色的熒光發(fā)光光被反射鏡16反射，經(jīng)由場(chǎng)鏡57照射到微鏡元件14。此時(shí)，上述投影處理部13通過微鏡元件14來(lái)顯示綠色用的圖像，所以通過其反射光形成綠色的光學(xué)影像，經(jīng)由場(chǎng)鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對(duì)象的未圖示的屏幕等處射出。
在R場(chǎng)中，從構(gòu)成LD陣列58的剩余一半的LD射出的藍(lán)色光的光線組在由透鏡陣列59將各光線的寬度放大后，透過二向色鏡54，經(jīng)由透鏡陣列60再次將各光線的寬度收斂后，照射到熒光板61。圖IOB例示了通過向熒光板61的激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的紅色的熒光發(fā)光光的例子。在以對(duì)圖IOA所示的位置進(jìn)行插補(bǔ)的方式呈2種顏色相間的方格狀分散配置的各照射位置產(chǎn)生的紅色的熒光發(fā)光光通過透鏡陣列60，將來(lái)自與每個(gè)透鏡相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的光聚光，從而其射出光成為平行光。此時(shí)，由于以熒光體層72位于透鏡陣列60的焦點(diǎn)位置附近的方式配置熒光板61，所以能夠減小從與熒光體層72的每個(gè)透鏡相對(duì)應(yīng)的各區(qū)域發(fā)出的各紅色的熒光發(fā)光光的擴(kuò)散，通過對(duì)應(yīng)的各透鏡良好地將光聚光，能夠提高聚光效率。這樣成為平行光的紅色的熒光發(fā)光光通過在照明用透鏡陣列55中構(gòu)成照明用透鏡陣列55的各個(gè)透鏡，將一部分光束放大并重疊而射出，射出的紅色的熒光發(fā)光光被反射鏡16反射，經(jīng)由場(chǎng)鏡57照射到微鏡元件14。此時(shí)，上述投影處理部13通過微鏡元件14來(lái)顯示紅色用的圖像，所以通過其反射光形成紅色的光學(xué)影像，經(jīng)由場(chǎng)鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對(duì)象的未圖示的屏幕等而射出。另外，在上述動(dòng)作例子中，說明了彩色圖像的I幀由B (藍(lán)色)場(chǎng)、G (綠色)場(chǎng)、R(紅色)場(chǎng)的共計(jì)3個(gè)場(chǎng)構(gòu)成的情況，但是也可以考慮除了這些原色的場(chǎng)之外，還設(shè)置照射補(bǔ)色光的補(bǔ)色系統(tǒng)，以提聞投影圖像的売度，并提聞精細(xì)的色調(diào)。例如，考慮使構(gòu)成LD陣列58的各個(gè)LD全部發(fā)光的場(chǎng)。這種情況下，在上述G場(chǎng)和R場(chǎng)中說明的動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，由突光板61產(chǎn)生的綠色光和紅色光一起被二向色鏡54反射，到達(dá)照明用透鏡陣列55，通過由該照明用透鏡陣列55混色，獲得Y(yelloW)(黃)色光。此時(shí)，將LED51不同時(shí)發(fā)出藍(lán)色光的情況作為Y場(chǎng)，在發(fā)出藍(lán)色光的情況下進(jìn)一步通過混合色來(lái)作為W(白色)場(chǎng)，通過微鏡元件14來(lái)顯示與黃色或白色的光源光相對(duì)應(yīng)的圖像，從而通過該反射光形成黃色或白色的光學(xué)影像，通過投影透鏡部17射出。圖IOC例示了在上述Y場(chǎng)或W場(chǎng)通過向熒光板61的激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的綠色和紅色的光源光的熒光發(fā)光光的例子。這樣，在以對(duì)相互的位置進(jìn)行插補(bǔ)的方式呈2種顏色相間的方格狀分散配置的2種熒光體71、72的照射位置產(chǎn)生的綠色和紅色的各光一起被透鏡陣列60調(diào)整為平行光并射出。(光源部的第四結(jié)構(gòu)例子)通過圖11說明使用2種發(fā)光元件來(lái)構(gòu)成上述光源部15的情況的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由于該圖所示的光源部15-4基本上與上述圖9所示的結(jié)構(gòu)相同，所以對(duì)同一部分賦予同一標(biāo)號(hào)，并省略其說明。這樣，發(fā)出用于激勵(lì)熒光體層而產(chǎn)生紅色光和綠色光的藍(lán)色光的LD陣列58’如下構(gòu)成，分別在同心地劃分圓形的2個(gè)區(qū)域以陣列狀排列有多個(gè)LD。具體來(lái)說，例如，在2重同心圓的內(nèi)側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi)設(shè)置用于發(fā)出綠色光的激勵(lì)用藍(lán)色光LD陣列，在外側(cè)的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)設(shè)置用于發(fā)出紅色光的激勵(lì)用藍(lán)色光的LD陣列。
與該LD陣列58’的結(jié)構(gòu)相應(yīng)地，透鏡陣列59’ (第二透鏡陣列)也具有相同的排列。此外，熒光板61’與上述LD陣列58’、透鏡陣列59’、透鏡陣列60’(第一透鏡陣列)的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)地，如圖12A、圖12B、圖12C所示構(gòu)成為圓形。這種情況下，熒光板61’在將圓形同心地劃分為的2個(gè)區(qū)域分別形成不同的熒光體層。具體來(lái)說，例如在2重同心圓的內(nèi)側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi)(第一區(qū)域)照射藍(lán)色光，從而形成發(fā)出綠色光的熒光體層(第一熒光體)73，在外側(cè)的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)(第二區(qū)域)照射藍(lán)色光，從而形成發(fā)出紅色光的突光體層(第二突光體)74。該突光板61’在使LD陣列58’發(fā)光的投影動(dòng)作時(shí)，通過馬達(dá)(M)62旋轉(zhuǎn)。(光源部的第四結(jié)構(gòu)例的動(dòng)作)由數(shù)據(jù)投影儀裝置10投影的彩色圖像的I幀由例如B(藍(lán)色)場(chǎng)、G(綠色)場(chǎng)、及R (紅色)場(chǎng)的共計(jì)3個(gè)場(chǎng)構(gòu)成的情況下，通過投影處理部13，將藍(lán)色發(fā)光用的LED51、發(fā)出綠色激勵(lì)用的藍(lán)色光的LD陣列58中的一部分的LD、及發(fā)出紅色激勵(lì)用的藍(lán)色光的LD陣列58中的剩余部分的LD依次分時(shí)地循環(huán)發(fā)光驅(qū)動(dòng)。在B場(chǎng)中，LED51所發(fā)出的藍(lán)色光被透鏡52、53調(diào)整為大致平行，透過二向色鏡54而入射到上述照明用透鏡陣列55。在照明用透鏡陣列55中，通過構(gòu)成該照明用透鏡陣列55的各個(gè)透鏡將一部分光束放大并重疊，然后輸出作為光源光的藍(lán)色的光，射出的藍(lán)色光被反射鏡16反射，經(jīng)由場(chǎng)鏡57照射到微鏡元件14。此時(shí)，由于上述投影處理部13通過微鏡元件14來(lái)顯示藍(lán)色用的圖像，所以通過其反射光形成藍(lán)色的光學(xué)影像，經(jīng)由場(chǎng)鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對(duì)象的未圖示的屏幕等而射出。在G場(chǎng)中，從構(gòu)成LD陣列58的一部分、具體來(lái)說配置于2重同心圓的內(nèi)側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi)的LD射出的藍(lán)色光的光線組被透鏡陣列59’放大了各光線的寬度后，透過二向色鏡54，經(jīng)由透鏡陣列60’再次將各光線的寬度收斂，然后照射到熒光板61’上。圖12A例示了通過向熒光板61’的激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的綠色的熒光發(fā)光光的例子。這樣，在形成于2重同心圓的內(nèi)側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi)的熒光體層73的各照射位置產(chǎn)生的綠色的熒光發(fā)光光通過透鏡陣列60’，將來(lái)自與各個(gè)透鏡相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的光聚光，從而其射出光成為平行光。這樣被調(diào)整為平行光的綠色的熒光發(fā)光光，通過在照明用透鏡陣列55中構(gòu)成照明用透鏡陣列55的各個(gè)透鏡，將一部分光束放大并重疊而射出，射出的綠色的熒光發(fā)光光被反射鏡16反射，經(jīng)由場(chǎng)鏡57照射到微鏡元件14。此時(shí)，由于上述投影處理部13通過微鏡元件14來(lái)顯示綠色用的圖像，所以通過其反射光形成綠色的光學(xué)影像，經(jīng)由場(chǎng)鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對(duì)象的未圖示的屏幕等而處射出。在R場(chǎng)中，從構(gòu)成LD陣列58的其它部分、具體來(lái)說配置于2重同心圓的外側(cè)的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)的LD射出的藍(lán)色光的光線組，通過透鏡陣列59’，將各光線的寬度放大后，透過二向色反射鏡54，經(jīng)由透鏡陣列60’再次將各光線的寬度收斂，然后照射到熒光板61’上。圖12B例示了通過向熒光板61’的激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的紅色的熒光發(fā)光光的例子。這樣，在形成于2重同心圓的外側(cè)的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)的熒光體層74的各照射位置產(chǎn)生的紅色的熒光發(fā)光光，通過透鏡陣列60’將來(lái)自與每個(gè)透鏡相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的光聚光，從而其射出光成為平行光。 這樣，被調(diào)整為平行光的紅色的熒光發(fā)光光，通過在照明用透鏡陣列55中構(gòu)成照明用透鏡陣列55的各個(gè)透鏡將一部分光束放大并重疊而射出，射出的紅色的熒光發(fā)光光被反射鏡16反射，經(jīng)由場(chǎng)鏡57照射到微鏡元件14。此時(shí)，上述投影處理部13通過微鏡元件14來(lái)顯示紅色用的圖像，所以通過其反射光形成紅色的光學(xué)影像，經(jīng)由場(chǎng)鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對(duì)象的未圖示的屏幕等處而射出。另外，在上述動(dòng)作例中，說明了彩色圖像的I幀由B (藍(lán)色)場(chǎng)、G (綠色)場(chǎng)、及R(紅色)場(chǎng)的共計(jì)3個(gè)場(chǎng)構(gòu)成的情況，但是也可以考慮除了這些原色的場(chǎng)之外，還設(shè)置照射補(bǔ)色光的補(bǔ)色系統(tǒng)，以提聞投影圖像的売度，并提聞精細(xì)的色調(diào)。例如，考慮使構(gòu)成LD陣列58’的各個(gè)LD全部發(fā)光的場(chǎng)。這種情況下，在上述G場(chǎng)和R場(chǎng)中說明的動(dòng)作同時(shí)執(zhí)行，由突光板61’產(chǎn)生的作為光源光的綠色光和紅色光一起被二向色反射鏡54反射，到達(dá)照明用透鏡陣列55，通過由該照明用透鏡陣列55混色，獲得Y (yellow)(黃)色光。此時(shí)，LED51未同時(shí)發(fā)出作為光源光的藍(lán)色光的情況作為Y場(chǎng)，在發(fā)出藍(lán)色光的情況下，進(jìn)一步通過混色作為W(白色)場(chǎng)，將與黃色或白色的光相對(duì)應(yīng)的圖像通過微鏡元件14顯示，從而通過其反射光形成黃色或白色的光學(xué)影像，通過投影透鏡部17射出。圖12C為在上述Y場(chǎng)或W場(chǎng)中通過向熒光板61’的激勵(lì)光的照射而產(chǎn)生的綠色和紅色的熒光發(fā)光光的例子。這樣，在同心圓的直徑位置不同的種類的熒光體73、74的照射位置產(chǎn)生的綠色和紅色的各熒光發(fā)光光一起通過透鏡陣列60被調(diào)整為平行光而射出。該熒光板61’如上所述，通過馬達(dá)62旋轉(zhuǎn)，所以在從熒光板61’側(cè)觀看的情況下，在G場(chǎng)及R場(chǎng)(或還包括上述Y場(chǎng)和W場(chǎng))中的任意的期間中，照射激勵(lì)光的位置伴隨旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)。因此，即使在提高向熒光體的激光的照射密度的情況下，如上述圖9的結(jié)構(gòu)所示，與原本照射激光的光點(diǎn)位置分散的情況相對(duì)應(yīng)地，顯著地降低突光板61’的特定的照射光點(diǎn)因熱的負(fù)荷而變差、損傷的可能性。根據(jù)通過上述第一 第四光源部的結(jié)構(gòu)和其動(dòng)作而具體描述的本實(shí)施方式，能夠盡可能地簡(jiǎn)化光源系統(tǒng)的機(jī)械的結(jié)構(gòu)，并且可靠地抑制用于照射激勵(lì)光而產(chǎn)生期望的波長(zhǎng)帶的光的熒光體變差、破損的情況。此外，在上述實(shí)施方式中，如光源部的第二和第四結(jié)構(gòu)例中所述，還設(shè)置使熒光板45’、61’旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，從而能夠顯著地降低該熒光板的指定的照射光點(diǎn)位置因熱負(fù)荷而變差、損傷的可能性。還有，在上述實(shí)施方式中，如光源部的第三和第四結(jié)構(gòu)例中所述，形成將所發(fā)出的光的波長(zhǎng)不同的多種熒光體分割而配置的熒光體層71、72、73、74，與這些分割的區(qū)域相對(duì)應(yīng)地，切換構(gòu)成LD陣列58、58’的LD的發(fā)光二極管的發(fā)光定時(shí)，所以使裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，并且實(shí)現(xiàn)發(fā)出多色光的光源部。另外，如第一 第四結(jié)構(gòu)例中所述，在LD陣列42、42’、58、58’的熒光體板側(cè)設(shè)置 透鏡陣列43、43’ (第二透鏡陣列)、59、59’，所以對(duì)從LD陣列42的LD照射的各個(gè)光的行進(jìn)方向進(jìn)行微修正，這些光作為相互平行的光，良好地入射到透鏡陣列44的各個(gè)透鏡中，能夠提高聚光效率。此外，如光源部的第一 第四結(jié)構(gòu)例中所述，由于以熒光體層70、71、72、73、74位于透鏡陣列44、44’、60、60’的大致焦點(diǎn)附近的方式配置熒光體板，所以能夠減小從與每個(gè)熒光體層70、71、72、73、74的透鏡相對(duì)應(yīng)的各區(qū)域而發(fā)出的各熒光發(fā)光光的擴(kuò)散，可通過對(duì)應(yīng)的各透鏡良好地將光聚光，能夠提高聚光效率。還有，如光源部的第一 第四的結(jié)構(gòu)例的描述中所述，如果設(shè)置LD、LED、熒光板或二向色鏡，則還能夠有助于光源部的整體尺寸的減小。再有，說明了將上述實(shí)施方式應(yīng)用于DLP (注冊(cè)商標(biāo))方式的數(shù)據(jù)投影儀裝置的情況，但本發(fā)明并不限定用于形成光學(xué)影像的顯示元件等，例如也可應(yīng)用于使用透射型的黑白液晶板的場(chǎng)次序方式的投影裝置等。另外，除了上述光源部的第三和第四結(jié)構(gòu)例中所示的、發(fā)出藍(lán)色光的LD陣列58中的、綠色激勵(lì)用的LD的個(gè)數(shù)和紅色激勵(lì)用的LD的個(gè)數(shù)以外，發(fā)出藍(lán)色光的LD陣列58中的綠色激勵(lì)用的LD的個(gè)數(shù)和紅色激勵(lì)用的LD的個(gè)數(shù)可由用戶自由地設(shè)定。例如，如果想要增強(qiáng)綠色光的亮度，只要擴(kuò)大綠色激勵(lì)用的熒光體層的面積，并增加照射光的綠色激勵(lì)用的LD的個(gè)數(shù)即可，如果想要增強(qiáng)紅色光的亮度，只要擴(kuò)大紅色激勵(lì)用的熒光體層的面積，并增加照射光的紅色激勵(lì)用的LD的個(gè)數(shù)即可。這樣，用戶可自由地調(diào)整所需的光的亮度。此外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在實(shí)施階段，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。另外，在可能的范圍內(nèi)，通過上述實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)的功能也可適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。在上述實(shí)施方式中包含各種階段，通過將公開的多個(gè)特征適合地組合，能夠提取各種發(fā)明。例如，如果從實(shí)施方式中公開的全部特征中刪除幾個(gè)特征后仍能獲得效果，則刪除了該組成特征的方案可作為發(fā)明而提取。
權(quán)利要求
1.ー種投影裝置，其特征在于，具備 光源，以陣列狀配置有多個(gè)發(fā)光元件，分別射出激勵(lì)光； 熒光體板，具有熒光體層，該熒光體層通過上述激勵(lì)光的照射，發(fā)出熒光發(fā)光光； 第一透鏡陣列，設(shè)置于上述熒光體板的上述光源側(cè)，以陣列狀配置有與上述發(fā)光元件分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)透鏡，將上述熒光發(fā)光光聚光，并且使上述熒光發(fā)光光成為相互平行的平行光井照射；以及 投影部，使用經(jīng)由上述第一透鏡陣列取出的上述熒光發(fā)光光來(lái)形成光學(xué)影像，并朝向投影對(duì)象投射。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 上述熒光板形成有熒光體層，該熒光體層將所發(fā)出的熒光發(fā)光光的波長(zhǎng)不同的多種熒光體分割而配置， 上述光源的發(fā)光元件與分割配置在上述熒光體板上的多種熒光體相對(duì)應(yīng)地切換發(fā)光定時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影裝置，其特征在干， 上述發(fā)出的熒光發(fā)光光的波長(zhǎng)不同的多種熒光體是發(fā)出的熒光發(fā)光光的波長(zhǎng)相互不同的第一熒光體和第二熒光體， 上述第一熒光體和上述第二熒光體相互配置為2種顏色相間的方格狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影裝置，其特征在干， 上述熒光板的形成有上述熒光體層的面由形成于該熒光板的內(nèi)側(cè)的第一區(qū)域和形成于上述第一區(qū)域的外側(cè)的第二區(qū)域構(gòu)成， 上述發(fā)出的熒光發(fā)光光的波長(zhǎng)不同的多種熒光體是發(fā)出的熒光發(fā)光光的波長(zhǎng)相互不同的第一熒光體和第二熒光體， 上述第一熒光體形成于上述熒光板的第一區(qū)域，上述第二熒光體形成于上述熒光板的第二區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影裝置，其特征在干， 上述光源的發(fā)光兀件朝向分割配置在上述突光體板上的多種突光體同時(shí)照射激勵(lì)光。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 以上述熒光體層位于上述第一透鏡陣列的大致焦點(diǎn)位置的方式設(shè)置上述熒光體板。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 在上述光源的上述熒光體板側(cè)，以陣列狀配置有與上述多個(gè)發(fā)光元件分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)透鏡， 還具有第二透鏡陣列，該第二透鏡陣列使從上述光源發(fā)出的上述激勵(lì)光成為平行光，并朝向上述熒光板照射。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 還具有使上述熒光體板旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 上述熒光板在形成有上述熒光體的面的背面上還具有反射板。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 上述熒光體層形成于上述熒光體的整個(gè)面上。
全文摘要
一種投影裝置，其具備光源，以陣列狀配置有多個(gè)發(fā)光元件，分別射出激勵(lì)光；熒光體板，具有熒光體層，該熒光體層通過上述激勵(lì)光的照射，發(fā)出熒光發(fā)光光；第一透鏡陣列，設(shè)置于上述熒光體板的上述光源側(cè)，以陣列狀配置有與上述發(fā)光元件的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的多個(gè)透鏡，將上述熒光發(fā)光光聚光，并且將上述熒光發(fā)光光做成相互平行的平行光并照射；以及投影部，使用經(jīng)由上述第一透鏡陣列取出的上述熒光發(fā)光光來(lái)形成光學(xué)影像，并朝向投影對(duì)象投射。
文檔編號(hào)F21V13/00GK102722075SQ20121013111
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者荻野浩 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社