光源設(shè)備和使用所述光源設(shè)備的投影儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及改善光源設(shè)備和使用所述光源設(shè)備的投影儀，光源設(shè)備用于通過圖像形成元件(圖像形成單元)通過以時(shí)分(time-dividing)方式使用藍(lán)色分量的光、紅色分量的光和綠色分量的光(不同顏色分量的光)照射圖像形成元件在屏幕上形成顏色圖像。
【背景技術(shù)】
[0002]過去，已知一種通過圖像形成元件通過以時(shí)分方式將藍(lán)色分量的光、紅色分量的光和綠色分量的光投影到圖像形成元件上來在屏幕上形成顏色圖像(參見例如JP2013-101317A)。
[0003]在JP2013-101317A中公開的投影儀包括被配置為發(fā)出藍(lán)色光的激光源、被配置為通過由藍(lán)色光激發(fā)來生成熒光的熒光部件、以及被布置為與激光源的光路徑傾斜的旋轉(zhuǎn)反射部件(旋轉(zhuǎn)輪)。旋轉(zhuǎn)反射部件具備被配置為反射光的第一區(qū)域和被配置為不反射光的第二區(qū)域。
[0004]使用該配置，即使當(dāng)激光源以高能量發(fā)出激光時(shí)，使用激光照射熒光部件，同時(shí)通過旋轉(zhuǎn)反射部件切換光路徑，并且從而可以減少諸如熒光部件的光學(xué)成分的熱量生成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]將投影光投影在屏幕上具有這種不方便特征，即投影光的顏色是不可調(diào)節(jié)的，因?yàn)轭伾晒庠吹墓庾V特性和熒光的光譜特性確定。
[0006]具體地，人眼對(duì)藍(lán)色光具有低敏感度。出于該原因，如果藍(lán)色激光被用作用于熒光部件的激發(fā)光，并且還被用作屏幕上的投影光，則缺點(diǎn)在于在屏幕上形成的原始圖像看上去暗。
[0007]本發(fā)明鑒于前述情況進(jìn)行，并且目的在于提供光源設(shè)備和使用所述光源設(shè)備的投影儀，光源設(shè)備能夠調(diào)節(jié)顏色再現(xiàn)范圍。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的光源設(shè)備，包括:激發(fā)光源，被配置為發(fā)出要用作激發(fā)光和投影光的顏色分量的照射光;熒光部件，被布置在激發(fā)光路徑中，并且被配置為當(dāng)使用所述照射光照射時(shí)生成熒光，所述熒光具有與所述照射光的顏色分量不同的顏色分量;光路徑合并單元，被配置為將熒光路徑與投影光路徑合并，以所述照射光的照射生成的熒光通過所述熒光路徑被傳遞，所述照射光作為所述投影光通過所述投影光路徑被傳遞；以及光路徑切換部件，被配置為在所述激發(fā)光路徑和所述投影光路徑之間切換所述照射光。所述光路徑切換部件包括至少第一反射透射區(qū)域和第二反射透射區(qū)域，所述第一反射透射區(qū)域具有向所述投影光路徑傳遞照射光的一部分和向所述激發(fā)光路徑傳遞照射光的其余部分的反射指數(shù)或透射指數(shù)，所述第二反射透射區(qū)域具有向所述激發(fā)光路徑傳遞照射光的一部分和向所述投影光路徑傳遞照射光的剩余部分的反射指數(shù)或透射指數(shù)，以及所述第一反射透射區(qū)域和所述第二反射透射區(qū)域的反射指數(shù)或所述第一反射透射區(qū)域和所述第二反射透射區(qū)域的透射指數(shù)彼此不同。
[0009]在本發(fā)明中，第一反射透射區(qū)域和第二反射透射區(qū)域被形成在光路徑切換部件中，并且被設(shè)置為具有不同的反射指數(shù)或透射指數(shù)。因此，第一反射透射區(qū)域和第二反射透射區(qū)域從激發(fā)光源透射和反射不同光量的照射光，使得彼此不同的顏色分量的投影光和熒光可以彼此混合。因此，可以產(chǎn)生使能顏色再現(xiàn)范圍的調(diào)節(jié)的效果。
【附圖說明】
[0010]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的用于投影儀的光學(xué)系統(tǒng)中的主要組件的光學(xué)圖。
[0011 ]圖2是作為圖1中圖示的光路徑切換部件的光路徑切換盤的平面圖。
[0012]圖3是作為圖1中圖示的顏色分量切換部件的顏色分量切換盤的平面圖。
[0013]圖4是用于示意性解釋由圖1中圖示的光路徑切換盤、顏色分量切換盤、激光二極管和熒光部件生成的具有B、R、G和Y的顏色分量的投影光的光量和投影時(shí)段之間的關(guān)系的時(shí)序圖。
[0014]圖5是圖1中圖示的熒光部件的修改示例的解釋圖。
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的用于投影儀的光學(xué)系統(tǒng)中的主要組件的光學(xué)圖。
[0016]圖7是圖示圖6中圖示的光路徑切換盤(顏色分量切換盤)的示意平面圖。
[0017]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的用于投影儀的光學(xué)系統(tǒng)中的主要組件的光學(xué)圖。
[0018]圖9是圖示圖8中圖示的光路徑切換盤的示意平面圖。
[0019]圖10是用于示意性解釋由圖9中圖示的光路徑切換盤、激光二極管、發(fā)光二極管和熒光部件生成的具有B、R和G的顏色分量的投影光的光量和投影時(shí)段之間的關(guān)系的時(shí)序圖。
[0020]圖11是圖示根據(jù)實(shí)施例3的修改示例I的光路徑切換盤的示意平面圖。
[0021]圖12是用于示意性解釋在使用根據(jù)實(shí)施例3的修改示例I的光路徑切換盤的情況下由光路徑切換盤、激光二極管、發(fā)光二極管和熒光部件生成的具有B、R和G的顏色分量的投影光的光量和投影時(shí)段之間的關(guān)系的時(shí)序圖。
[0022]圖13是圖示根據(jù)實(shí)施例3的修改示例2的用于投影儀的光學(xué)系統(tǒng)中的主要組件的光學(xué)圖。
[0023 ]圖14A到圖14C呈現(xiàn)用于解釋圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例I的圖。圖14A呈現(xiàn)屏幕上的顏色分量R的光譜的強(qiáng)度分布。圖14B呈現(xiàn)屏幕上的顏色分量G的光譜的強(qiáng)度分布。圖14C呈現(xiàn)屏幕上的顏色分量Y的光譜的強(qiáng)度分布。
[0024]圖15是用于解釋在其中使用具有465nm的波長的激光并且在屏幕上的圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的照明(lighting)效率對(duì)于紅色分量R、綠色分量G和藍(lán)色分量B被設(shè)置為32%，并且對(duì)于黃色分量Y被設(shè)置為80 %的條件下，并且在假設(shè)圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有100%的反射指數(shù)，并且第二反射透射區(qū)域具有100%的透射指數(shù)時(shí)的顏色再現(xiàn)范圍的色度(chromat i c i ty)圖。
[0025]圖16是用于解釋在與用于獲得圖15中圖示的色度圖的條件相同的條件下，但在假設(shè)圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有95%的反射指數(shù)和5%的透射指數(shù)，并且第二反射透射區(qū)域具有95%的透射指數(shù)和5%的反射指數(shù)時(shí)的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0026]圖17是對(duì)于圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)I的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例I的比較示例的顏色再現(xiàn)范圍的解釋圖，并且是用于解釋在與用于獲得圖16中圖示的色度圖的條件相同的條件下，但在假設(shè)圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有90%的反射指數(shù)和10%的透射指數(shù)，并且第二反射透射區(qū)域具有90%的透射指數(shù)和10%的反射指數(shù)時(shí)的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0027]圖18是表示在其中使用具有465nm的波長的激光并且在屏幕上的圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的照明效率對(duì)于紅色分量R、綠色分量G和藍(lán)色分量B被設(shè)置為32 %，并且對(duì)于黃色分量Y被設(shè)置為80 %的條件下，通過比較其中圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有100%的反射指數(shù)，并且第二反射透射區(qū)域具有100%的透射指數(shù)，以及圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有95%的反射指數(shù)和5%的透射指數(shù)，并且第二反射透射區(qū)域具有95%的透射指數(shù)和5%的反射指數(shù)的情況的視覺敏感度的表。
[0028]圖19是用于解釋圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例2的圖，并且是用于解釋在其中使用具有380nm的波長的激光并且在屏幕上的圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的照明效率對(duì)于紅色分量R、綠色分量G和藍(lán)色分量B被設(shè)置為32%，并且對(duì)于黃色分量Y被設(shè)置為80 %的條件下，并且在假設(shè)圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有100 %的反射指數(shù)，并且第二反射透射區(qū)域具有100 %的透射指數(shù)時(shí)的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0029]圖20是用于解釋圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例2的圖，并且是用于解釋在與用于獲得圖19中圖示的色度圖相同的條件下，在假設(shè)圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有99.9 %的反射指數(shù)和0.1 %的透射指數(shù)時(shí)混合藍(lán)色分量和綠色分量來獲得的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0030]圖21是用于解釋圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例2的圖，并且是用于解釋在其中使用具有440nm的波長的激光并且將照明效率設(shè)置為與用于獲得圖20中圖示的色度圖相同的照明效率的條件下，在假設(shè)圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有90%的反射指數(shù)和10%的透射指數(shù)時(shí)混合藍(lán)色分量和綠色分量來獲得的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0031]圖22是用于解釋圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例2的圖，并且是在其中使用具有470nm的波長的激光并且將照明效率設(shè)置為與用于獲得圖20中圖示的色度圖相同的照明效率的條件下，在假設(shè)圖1中圖示的光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有97%的反射指數(shù)和3%的透射指數(shù)時(shí)混合藍(lán)色分量和綠色分量來獲得的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0032]圖23是用于相對(duì)于激光的波長解釋圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例2的圖，并且是在其中使用具有380nm的波長的激光并且將照明效率設(shè)置為與用于獲得圖19和20中圖示的色度圖相同的照明效率的條件下，并且在假設(shè)光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有99.8 %的反射指數(shù)和0.2%的透射指數(shù)時(shí)的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0033]圖24是用于相對(duì)于激光的波長的改變解釋圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例2的圖，并且是在其中使用具有440nm的波長的激光并且將照明效率設(shè)置為與用于獲得圖23中圖示的色度圖相同的照明效率的條件下，但是在假設(shè)光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有91%的反射指數(shù)和9%的透射指數(shù)時(shí)的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0034]圖25A是用于相對(duì)于激光的波長的改變解釋圖1中圖示的光學(xué)系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)范圍的具體示例2的圖，并且是在其中使用具有470nm的波長的激光并且將照明效率設(shè)置為與用于獲得圖24中圖示的色度圖相同的照明效率的條件下，但是在假設(shè)光路徑切換盤被形成為使得第一反射透射區(qū)域具有98%的反射指數(shù)和2%的透射指數(shù)時(shí)的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
[0035]圖25B是用于解釋具體示例3的光學(xué)系統(tǒng)的解釋圖。
[0036]圖26是用于通過使用圖13中圖示的光學(xué)系統(tǒng)來解釋具體示例4的圖，并且是圖示圖13中圖示的紅色光的光譜的強(qiáng)度分布的特性圖。
[0037]圖27是用于使用圖13中圖示的光學(xué)系統(tǒng)來解釋具體示例4的顏色再現(xiàn)范圍的色度圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038](實(shí)施例1)
[0039]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的包括光源設(shè)備的投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的主要組件的光學(xué)圖。圖1中，參考標(biāo)號(hào)I指示光源單元。光源單元I主要包括激光二極管(LD)la、耦合透鏡Ib和聚光透鏡lc。
[0040]多個(gè)激光二極管Ia被提供在驅(qū)動(dòng)電路板2上。激光二極管Ia每一個(gè)具備一個(gè)耦合透鏡lb。
[0041]來自激光二極管Ia的激光通過耦合透鏡Ib聚集并且作為準(zhǔn)直光被傳遞到聚光透鏡Ic0
[0042]聚光透鏡Ic具有聚集通過耦合透鏡Ib準(zhǔn)直的激光的功能。
[0043]這里，提供其中激光二極管Ia在