CN104730816A - 具有包括激光二极管的光源的投影装置 - Google Patents

Abstract

投影装置包括多个激光二极管、及被照射从所述多个激光二极管出射的光的矩形状的显示元件，所述显示元件配置成所述多个激光二极管的各出射光的截面椭圆形的长轴方向与所述显示元件的长边方向大致平行。

Description

具有包括激光二极管的光源的投影装置

本申请基于2013年12月20日提出申请的日本国专利申请第2013－264119号以及2014年3月17日提出申请的日本国专利申请第2014－53381号。在本说明书中，参照并引入这些说明书、权利要求书及附图整体。

技术领域

本发明涉及具有包括激光二极管的光源的投影装置。

背景技术

目前，将个人计算机的画面和/或视频图像、以及基于存储在存储卡等中的图像数据的图像等投影到屏幕上的数据投影仪等的投影装置使用较多。在这样的投影装置中，利用了如下的显示元件，该显示元件是通过照射从光源射出的光而射出投影图像光的被称作DMD(数字微镜器件)的将多个微小镜面(微镜)排列在平面上的显示元件。并且，关于利用该DMD的投影装置，开发出了具有包括激光二极管(LD)的光源装置作为高亮度的光源的投影装置，以便即使在明亮的地方也可获得鲜明的投影光。

并且，本案申请人提出并实施了如日本特开2013－80055号公报所示那样的利用发出蓝色光的激光发光器作为光源的投影装置，该投影装置中，由蓝色激光发光器发出的蓝色波段光与其他的波段光一起、经由各种光学设备而照射到显示元件即DMD的图像形成面上。

在日本特开2013－80055号公报所公开的投影装置中，总计24个蓝色激光发光器即蓝色激光二极管以在投影装置的上下方向上排列3个并在前后方向上排列8个的方式排列成3行8列的矩阵状。该蓝色激光发光器以使激光的光轴与背面板平行的方式从投影装置的内部的右侧向左侧方向射出光，并通过反射镜使该激光的光轴变换90度而使该激光射出到正面板侧。

该反射镜为，使用8片纵向长的矩形的反射镜并在前后方向上将8片反射镜配置成阶梯状，以用1片反射镜将来自竖着配置的3个激光发光器的激光反射。由此，在使来自被设置成前后方向是上下方向的2倍以上的各激光发光器的光反射到正面板侧时，使24根激光成为相对于上下方向而言比上下方向稍宽的左右方向的宽度并使该24根激光密集。

在此，激光二极管的辐射角在相对于二极管的接合面的垂直方向和水平方向间通常不同。为此，众所周知，从激光二极管射出的射出光的截面为椭圆形。来自作为成为该截面椭圆形的射出光的集合而形成的光源的光线束经由透镜、荧光轮的荧光体、反射镜、光隧道等的光学设备后到达DMD并照射。该光线束即使经由这些光学设备后，各激光二极管的射出光的截面椭圆形的形状以及光轴的旋转方向的朝向也维持原样。

另外，日本特开2013－80055号公报所公开的光源，用配置成长方形的长边为纵向的反射镜而使蓝色激光二极管的射出光反射。并且，以使从二极管射出的激光成为纵长的椭圆形的方式进行激光二极管的安装，以避免使反射镜的短边的宽度变宽。为此，在来自光源的光线束到达DMD时对DMD照射的光线束形成为使截面椭圆形的来自各激光二极管的光的长轴被对齐为纵向的光的集合。

另一方面，在作为显示元件的DMD的图像形成面中，与图像的像素数对应的多个微镜配置成横长矩形。并且，配置该微镜的图像形成面配置成使长边相对于投影装置为横朝向，以投影图像光相应于图像的纵横尺寸比而成为横长矩形的长方形。

发明内容

根据本发明的一个形态，投影装置包括：多个激光二极管、及被照射从所述多个激光二极管出射的光的矩形状的显示元件，所述显示元件的特征在于，所述多个激光二极管的各出射光的截面椭圆形的长轴方向配置成与所述显示元件的长边方向大致平行。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的投影装置的外观立体图。

图2是本发明的第一实施方式的投影装置的功能框图。

图3是表示本发明的第一实施方式的投影装置的内部构造的俯视示意图。

图4是表示本发明的第一实施方式的投影装置的激励光照射装置中的激光二极管的配置与引线端子的接线的样子的示意图。

图5是表示本发明的第一实施方式的投影装置的激光二极管中的出射光与引线端子的关系的示意图。

图6是表示本发明的第一实施方式的投影装置的光线束与导光部件的入射口的关系的示意图。

图7是表示本发明的第一实施方式的投影装置的显示元件的图像形成面的俯视示意图。

图8是表示本发明的第二实施方式的投影装置的内部构造的俯视示意图。

图9是表示本发明的第二实施方式的投影装置的内部构造的一部分的立体图。

图10是斜着观察本发明的第二实施方式的投影装置的激光二极管和反射镜的配置的示意图。

图11是表示本发明的第二实施方式的投影装置的激光二极管的射出光的示意图。

图12是表示本发明的第二实施方式的投影装置的显示元件的图。图12A是表示显示元件的图像形成面的俯视示意图。图12B是表示显示元件的图像形成面的一部分的放大俯视示意图。

具体实施方式

下面，使用附图对用于实施本发明的最优的方式进行说明。其中，在下面所述的实施方式中，附加了用于实施本发明的在技术上的优选的各种限定，但并不将发明的范围限定于下面的实施方式以及图示例。

(第一实施方式)

下面，基于附图对本发明的第一实施方式进行详细说明。图1是投影装置10的外观立体图。另外，在本实施方式中，投影装置10中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装置10的屏幕侧方向以及光线束的行进方向的前后方向。

投影装置10为，由上面板11、正面板12、右侧板15以及图1中未示出的背面板、左侧板、底面板构成的框体形成为大致长方体形状。在正面板12的偏向稍左侧的位置，形成有使上底侧朝向后方的俯视梯形形状的凹部。在该凹部的后侧的壁面上，设置有投影透镜230。通过该投影透镜230，向屏幕方向投影图像。

在正面板12以及右侧板15上，设置有吸排气孔2，该吸排气孔2成为用于使配置在框体内部的各种设备冷却的吸排气孔，并由多个长方形的孔形成。另外，虽未图示，但在背面板及左侧板上都分别设置有吸排气孔。并且，在上面板11上，设置有扬声器窗49、按键/指示器部37。按键/指示器部37上配置有电源开关键、报告电源的接通或断开的功率指示器、切换投影的开动或停止的投影开关键、在光源装置、显示元件或控制电路等过热时进行报告的加热指示器等的按键、指示器。

背面板上设置有设置USB端子、图像信号输入用的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的各种端子20。并且，虽未图示，但投影装置10具备用于接收来自遥控器的控制信号的Ir接收部。

接下来，使用图2的功能框图对投影装置10的控制机构进行说明。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及显示驱动部26等构成。

该控制部38负责投影装置10内的各电路的动作控制，由CPU、固定地存储各种设定等的动作程序的ROM以及作为工作存储器而使用的RAM等构成。

并且，通过该控制机构，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口22、系统总线(SB)而通过图像变换部23统一被变换为适于显示的规定的格式的图像信号后，被输出至显示编码器24。

另外，显示编码器24在将所输入的图像信号展开并存储到视频RAM25中的基础上、根据该视频RAM25的存储内容而生成视频信号并输出至显示驱动部26。

显示驱动部26作为显示元件控制机构发挥功能，与对应于从显示编码器24输出的图像信号而以适当帧率来驱动空间的光调制元件(SOM)即显示元件51。并且，该投影装置10经由后述的光源侧光学系统将从光源装置60出射的光线束照射至显示元件51，由此用显示元件51的反射光形成光像，经由投影侧光学系统将图像投影显示在未图示的屏幕上。另外，该投影侧光学系统的可动透镜组235通过透镜马达45进行变焦调整或聚焦调整所用的驱动。

另外，图像压缩/扩展部31进行通过ADCT以及哈夫曼编码等的处理对图像信号的亮度信号以及色差信号进行数据压缩并依次写入到作为装拆自如的记录介质的存储卡32中的记录处理。

并且，在再生模式时，图像压缩/扩展部31进行如下处理：读出记录在存储卡32中的图像数据，以1帧单位将构成一系列动态图像的各个图像数据扩展，经由图像变换部23将该图像数据输出至显示编码器24，并能够基于存储到存储卡32中的图像数据而进行动态图像等的显示。

然后，由在框体的上面板11上设置的主按键以及指示器等构成的按键/指示器部37的操作信号直接被送出至控制部38，来自遥控器的按键操作信号通过Ir接收部35来接收，通过Ir处理部36解调而获得的码信号被输出至控制部38。

另外，控制部38上经由系统总线(SB)而连接有声音处理部47。该声音处理部47具备PCM音源等的音源电路，在投影模式以及再生模式时将声音数据模拟化，驱动扬声器48而进行扩音放音。

另外，控制部38对作为光源控制机构的光源控制电路41进行控制，该光源控制电路41个别地控制光源装置60中的红色光源装置的发光、蓝色光源装置的发光、以及用于生成绿色波段光的激励光源即激励光照射装置的发光，以从光源装置60出射在图像生成时所要求的规定波段的光。

并且，控制部38使冷却扇驱动控制电路43进行基于设置于光源装置60等中的多个温度传感器的温度检测，并根据该温度检测的结果来控制冷却扇的旋转速度。另外，控制部38也进行使冷却扇驱动控制电路43通过定时器等在投影装置10主体的电源断开后也持续冷却扇的旋转、或者根据基于温度传感器的温度检测的结果将投影装置10主体的电源断开等的控制。

接下来，对该投影装置10的内部构造进行叙述。图3是表示投影装置10的内部构造的俯视示意图。投影装置10具有光源装置60、将来自该光源装置60的光源光导光到显示元件51的光源侧光学系统170、以及将从显示元件51出射的图像投影到未图示的屏幕的投影侧光学系统150。

投影装置10在左侧板14的附近具有电源电路块241。在电源电路块241中配置电源基板242。电源基板242安装各种光源的点灯用电源、DMD和/或各种IC用的主电源、以及用于驱动马达等机构系统的驱动电源等的生成各电源电压的电源电路。

另外，未图示的主基板连接由设置在上面板11上的主按键以及指示器等构成的按键/指示器部37的各种信号，并安装控制电路，该控制电路负责包括在电源电路块241的附近配置的CPU等各种IC的投影装置10整体的控制。

在投影装置10中，在电源电路块241的右侧板侧而且是从投影装置10框体的左右方向中央稍稍偏向左侧的位置设置有投影侧光学系统150。并且，投影装置10在投影侧光学系统150的右侧板15方向上具备光源装置60。

光源装置60由出射绿色波段光的绿色光源装置80、出射红色波段光的红色光源装置120、出射蓝色波段光的蓝色光源装置300、以及导光光学系统140形成。绿色光源装置80由配置在背面板13附近的激励光照射装置70、以及配置在从该激励光照射装置70出射的光线束的光轴上而且在正面板12的附近的荧光轮装置100形成。

红色光源装置120以与从荧光轮装置100出射的光线束平行的方式配置在正面板12的附近。另外，蓝色光源装置300配置在激励光照射装置70与荧光轮装置100之间。导光光学系统140将红色波段光、绿色波段光、蓝色波段光变换为各个光轴为同一光轴，而使红色波段光、绿色波段光、蓝色波段光聚光到导光部件即光隧道175的入射口。

绿色光源装置80的激励光照射装置70具备：配置成光轴与背面板13正交的多个激励光源71、配置在各激励光源71的前方的准直透镜73、使来自激励光源71的出射光聚光的聚光透镜78、79、以及配置在激励光源71与背面板13之间的散热器81。并且，在散热器81的背面板13侧配置有冷却扇85、86。

激励光源71被设为作为半导体发光元件的蓝色激光二极管。激励光源71由平板状的支架75保持。准直透镜73将来自激励光源71的出射光分别变换为平行光，以提高指向性。多个准直透镜73使各透镜的透镜中心相对于激光二极管的出射光轴稍微错开，将从各激励光源71出射的光线束的间隔缩小并出射至聚光透镜78。然后，通过聚光透镜78以及聚光透镜79、及聚光透镜组111，各激光被重叠后照射至荧光轮装置100的荧光轮101。

绿色光源装置80中的荧光轮装置100具备配置成与正面板12平行即与来自激励光照射装置70的出射光的光轴正交的荧光轮101、对该荧光轮101进行旋转驱动的轮马达110、以及使从荧光轮101向背面板侧出射的光线束聚光的聚光透镜组111。

荧光轮101是圆板状的金属基材，出射荧光光的环状的荧光发光区域形成为凹部，该荧光轮101作为接受激励光而荧光发光的荧光板发挥功能。另外，包括荧光发光区域的荧光轮101的激励光源侧的表面上，通过用银蒸镀等进行反射镜加工从而形成使光反射的反射面，在该反射面上铺设绿色荧光体的层。

并且，对荧光轮101的绿色荧光体层照射的来自激励光照射装置70的出射光对绿色荧光体层中的绿色荧光体进行激励。从绿色荧光体向全方位荧光发出的光线束直接向激励光源侧出射、或者在荧光轮101的反射面反射后向激励光照射装置70侧出射。

另外，不被荧光体层的荧光体吸收而照射到金属基材上的激励光被反射面反射后再次入射到荧光体层，对荧光体进行激励。因此，通过将荧光轮101的凹部的表面设为反射面，能够提高从激励光源71出射的激励光的利用效率，能够更明亮地发光。

另外，被荧光轮101的反射面反射到荧光体层侧的激励光中的未被荧光体吸收而出射到激励光照射装置70侧的激励光，透射第一分色镜141，荧光光被第一分色镜141反射，因此激励光不会出射到外部。

蓝色光源装置300具备配置成与来自荧光轮装置100的出射光的光轴正交的蓝色光源301、以及使来自蓝色光源301的出射光聚光的聚光透镜组305。并且，该蓝色光源装置300配置成光轴与来自后述的红色光源装置120的出射光交叉。另外，蓝色光源301是发出蓝色波段光的作为半导体发光元件的蓝色发光二极管。

并且，蓝色光源装置300具备在蓝色光源301的右侧板侧配置的散热器311。并且，在散热器311与背面板13之间，配置有将散热器311冷却的冷却扇315。

红色光源装置120具备配置成光轴与激励光源71平行的红色光源121、以及使来自红色光源121的出射光聚光的聚光透镜组125。并且，该红色光源装置120配置成光轴与来自激励光照射装置70的出射光以及从荧光轮101出射的绿色波段光平行。

另外，红色光源121是发出红色波段光的作为半导体发光元件的红色发光二极管。并且，红色光源装置120具备配置在红色光源121的正面板侧的散热器131。并且，正面板12上配置有将散热器131冷却的冷却扇135。

并且，导光光学系统140由第一分色镜141、第二分色镜148及反射镜149构成。第一分色镜141配置在从激励光照射装置70出射的蓝色波段光的光轴以及从荧光轮101出射的绿色波段光的光轴与从蓝色光源装置300出射的蓝色波段光的光轴交叉的位置。并且，第一分色镜141透射蓝色波段光，使绿色波段光反射而将该绿色波段光的光轴变换90度，并使反射后的绿色波段光的光轴与从蓝色光源装置300出射后透射第一分色镜141的蓝色波段光的光轴一致。

另外，第二分色镜148配置在从红色光源装置120出射的红色波段光的光轴与从蓝色光源装置300出射的蓝色波段光的光轴交叉的位置。第二分色镜148透射蓝色波段光以及绿色波段光，使红色波段光反射而将红色波段光的光轴变换90度，而使其与透射该第二分色镜148后的蓝色波段光以及绿色波段光的光轴一致。并且，通过了第二分色镜148的蓝色波段光以及绿色波段光和被第二分色镜148反射后的红色波段光的各色波段光在光轴通过反射镜149被变换90度后，经由聚光透镜173而入射到光隧道175。

光源侧光学系统170由聚光透镜173、作为导光部件的光隧道175、聚光透镜178、光轴变换反射镜181、聚光透镜183、照射反射镜185及聚光透镜195构成。另外，聚光透镜195使从显示元件51出射的光聚光后入射到可动透镜组235、固定透镜组225，所以也被看作投影侧光学系统150的构成要素之一。

从光源装置60出射的光线束被聚光透镜173聚光到光隧道175的入射口。在光隧道175中，所入射的光线束被设为均匀地强度分布。从光隧道175的出射口出射的光线束被聚光透镜178聚光后，其光轴被光轴变换反射镜181变换到左侧板14侧。

被光轴变换反射镜181反射后的光线束被聚光透镜183聚光后，借助照射反射镜185而经由聚光透镜195以规定的角度照射到显示元件51。另外，显示元件51在背面板13侧设置散热器59，通过该散热器59冷却显示元件51。

借助光源侧光学系统170而照射到显示元件51的图像形成面上的光源光在显示元件51的图像形成面被反射，并作为投影光经由投影侧光学系统150而投影到屏幕上。在此，投影侧光学系统150由聚光透镜195、可动透镜组235、固定透镜组225及投影透镜230构成。可动透镜组235形成为通过透镜马达而可动。并且，可动透镜组235、固定透镜组225以及投影透镜230内置于固定镜筒。因此，具备可动透镜组235的固定镜筒被设为可变焦点型透镜，形成为能够进行变焦调节、聚焦调节。

在此，用图4对激励光照射装置70进行更详细地说明。图4是从背面侧观察保持激励光源71的支架75的示意图。

激励光源71是作为半导体发光元件的蓝色激光二极管。并且，激励光源71在横向上排列配置8个。在纵向上排列配置3个。因此，作为激励光源71的蓝色激光二极管总计配置有24个。

并且，激励光源71在横向以及纵向上都排列配置成直线状。各激励光源71上设置有二根引线端子77(77a、77b)。并且，各激励光源71以二根引线端子77a、77b为纵朝向的方式在上侧配置有引线端子77a并在下侧配置有引线端子77b，以将各激励光源71的至少一部分的相邻的激励光源71的引线端子77(77a、77b)串联连接。

并且，激励光源71的上侧的引线端子77a与图4中的右邻接的激励光源71中的下侧的引线端子77b接线。并且，在横向上排列成直线的8个激励光源71中的位于两端的、一端侧的激励光源71的上侧的引线端子77a、另一端侧的激励光源71的下侧的引线端子77b分别与电源连接。

在此，如图5所示，作为激励光源71的蓝色激光二极管通常为，引线端子77(77a、77b)排列的方向与出射光的截面椭圆形的长轴的朝向(换言之，蓝色激光二极管的光线的扩展角较大的方向)正交。即，如图5所示，在沿纵朝向配置了引线端子77(77a、77b)的情况下，激励光源71的出射光以截面椭圆形的朝向是将长轴作为横朝向的方式出射。在本实施方式中，激励光源71配置成，将全部的激励光源71对齐为引线端子77(77a、77b)成为纵朝向。因此，从激励光照射装置70出射的光线束全部被设为光线的截面为横朝向的椭圆形。

这样，截面被对齐为横朝向而出射的来自激励光照射装置70的光线束如图3所示那样，经由聚光透镜78、79以及第一分色镜141照射到荧光轮装置100的荧光轮101。在对荧光轮101照射激励光时，从铺设于荧光轮101的绿色荧光体层发出绿色波段光。在此，激励光是被设为截面中长轴被对齐为横朝向的椭圆形的光线束，作为激励光的各激光以重叠的方式照射到荧光轮装置100，因此来自该荧光体层的绿色波段光也形成为截面中椭圆形的长轴被对齐为横朝向的光线束。

从荧光轮装置100出射的绿色波段光经由导光光学系统140以及聚光透镜173入射到导光部件即光隧道175的入射口。在此，如图6所示，光隧道175配置成，使入射口175a与横长矩形的屏幕相应，作为横长的长方形而将长边175a1设为横朝向并将短边175a2设为纵朝向。

并且，对该光隧道175的入射口175a照射长轴被对齐为横朝向的绿色波段光的截面椭圆形100P的光线束。在此情况下，成为对横长矩形的光隧道175的入射口175a照射将长轴方向设为横向的截面椭圆形100P的光线束。因此，不浪费地对光隧道175的入射口175a照射绿色波段光的光线束。

这样，透射光隧道175后的绿色波段光照度分布均匀化。并且，从光隧道175的出射口出射的绿色波段光经由聚光透镜178、光轴变换反射镜181等而照射到显示元件51上。

接下来，如图7所示，显示元件51中设置有供多个微小反射镜配置并形成投影图像的图像形成面51a。图像形成面51a具有长边51a1以及短边51a2。并且，图像形成面51a以长边51a1为横向的方式配置于投影装置10。

对这样形成的显示元件51的图像形成面51a照射从荧光轮装置100出射的绿色波段光。该绿色波段光形成为光的截面是使长轴为横朝向的截面椭圆形。因此，对显示元件51的图像形成面51a照射的来自荧光轮装置100的出射光的截面椭圆形的长轴的朝向被设为横朝向，以与图像形成面51a上的长方形的长边51a1相同。因此，从荧光轮装置100出射的绿色波段光的光线束无浪费地照射到显示元件51的图像形成面51a

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于此，能够适当变更而实施。例如，在本实施方式中将激励光源71设为蓝色激光二极管，但作为其他的半导体发光元件，也可以使用高光强度的发光二极管(LED)。另外，不限于使用半导体发光元件作为激励光源的情况，作为出射各色波段光的各色光源装置，也可以设为由多个半导体发光元件形成的光源装置。

另外，作为激励光源71的蓝色激光二极管的引线端子77的接线不限于本发明的实施方式，只要是激励光源71的上侧的引线端子77a或下侧的引线端子77b中的一方侧的引线端子与该激励光源71的横向邻接的激励光源71的另一方侧的引线端子接线即可。

另外，在上述实施方式中，使用光隧道175作为导光部件的例子进行了说明，但不限于此，也可以使用玻璃棒作为导光部件。

以上，根据本发明的实施方式，投影装置10包括作为光源的多个半导体元件即激励光源71、及显示元件51。并且，显示元件51将图像形成面51a的长边51a1配置成与激励光源71的出射光的截面椭圆形的长轴方向平行。

由此，光源光作为均匀的光而无浪费地照射到配置成横长矩形的显示元件51的图像形成面51a，所以显示元件51的图像形成面51a上的平均单位面积的反射光的强度能够提高，能够降低颜色不均，能够获得明亮的投影图像。

另外，投影装置10包括配置多个作为半导体发光元件的蓝色激光二极管即激励光源71的支架75、及作为导光部件的光隧道175。

并且，以作为半导体发光元件的蓝色激光二极管的光线的扩展角较大的方向(半导体发光元件的出射光的截面椭圆形的长轴方向)与光隧道175等的导光部件的入射口175a的长边175a1方向大致平行的方式配置于投影装置10，所以从光隧道175的入射口175a泄漏到外侧的光变少，很多的光入射到光隧道175的入射口175a内，所以具有投影图像变得明亮的效果。

另外，以蓝色激光二极管等的半导体发光元件的光线的扩展角较大的方向(半导体发光元件的出射光的截面椭圆形的长轴方向)与光隧道175等的导光部件的入射口175a的长边175a1方向大致平行的方式配置于投影装置10，所以能够更容易地取入从半导体发光元件出射的光中的、角度较大的外侧的光。能够增大这样的角度较大的外侧的光在光隧道175内的反射次数而能够提高混合效果(mixing effect)，所以光变得更均匀，因此能够提高投影画面的照度分布的均匀性。

另外，在支架75上配置的激励光源71配置成使一方的引线端子77a在上侧并且另一方的引线端子77b在下侧。并且，上侧的引线端子77a配置成从背面观察时与右邻接的下侧的引线端子77b接线。

由此，能够以激励光源71的出射光的截面椭圆形的长轴的朝向为横朝向的方式将激励光源71配置在支架75上。并且，这样配置的激励光源71的引线端子77配置成同极被对齐为上下方向，所以能够更可靠地进行布线作业。

另外，激励光源71以直线状沿纵向以及横向配置，并将横向配置的激励光源71接线。由此，能够提供具有如下光源装置的投影装置，该光源装置中，支架75的供激励光源71配置的孔加工等的加工变得容易，并且引线端子77的布线作业容易。

另外，激励光源71被设为作为半导体发光元件的蓝色激光二极管。由此，能够使用省电且光强度高并且寿命较长的蓝色激光二极管作为荧光体层的激励光源。

另外，使用蓝色发光二极管作为蓝色光源装置300，使用红色发光二极管作为红色光源装置120，并具有铺设有被照射激励光源71的绿色荧光体层的荧光轮101作为绿色光源装置70，而形成投影装置10。由此，能够提供在激励光源中使用蓝色激光二极管而能够出射红、绿、蓝的各波段光的投影装置。

另外，在投影装置10中，配置成显示元件51的图像形成面51a中的长边51a1成为横朝向，并配置成作为导光部件的光隧道的入射口175a的长边175a1成为横向。由此，能够提供能够对横长矩形的屏幕投影降低了颜色不均的明亮的投影图像的投影装置10。

(第二实施方式)

下面，基于图8～图11对本发明的第二实施方式进行说明。

首先，基于图8以及图9叙述该投影装置10的内部构造。图8是表示投影装置10的内部构造的俯视示意图。图9是表示投影装置10中的、包括兼作绿色光源装置的激励光照射装置的蓝色光源装置70和作为绿色光源装置发挥功能的荧光轮装置100和红色光源装置120等的光源装置60、作为光学系统单元160的照明侧块161、图像生成块165、投影侧块168的配置的立体图。投影装置10在右侧板15的附近具备控制电路基板241。该控制电路基板241具备电源电路块、光源控制块等。另外，投影装置10在控制电路基板241的侧方、即投影装置10框体的大致中央部分具备光源装置60。并且，投影装置10在光源装置60与左侧板14之间具备以图像生成块165、投影侧块168等形成的光学系统单元160。

光源装置60具备：蓝色光源装置70，配置在投影装置10框体的左右方向上的大致中央部分而且为背面板13附近；荧光轮装置100，配置在从该蓝色光源装置70射出的光线束的光轴上而且为正面板12的附近；红色光源装置120，配置在蓝色光源装置70与荧光轮装置100之间；以及导光光学系统140，进行变换以使来自荧光轮装置100的射出光的光轴、来自红色光源装置120的射出光的光轴为同一光轴，将各色光聚光到规定的一面即光隧道175的入射口。

在兼作激励光照射装置的蓝色光源装置70中，来自如图10所示的蓝色激光二极管71的射出光从投影装置10框体的上表面朝向下表面射出。多个蓝色激光二极管71如图10所示，总计24个配置成形成3行8列。并且，与各蓝色激光二极管71的各列面对而配置反射镜75。多个反射镜75固定在未图示的阶梯状的板状的部件上。在图8以及图9中，支架83的里面侧固定有蓝色激光二极管71。

因此，在图8以及图9中，图10所示的多个蓝色激光二极管71固定于支架83，反射镜75固定在支架83的相反侧的包括例如铝的阶梯状的板状的部件上。此时，固定反射镜75的阶梯状的板状的部件以与支架83重合的方式配置在激光二极管71的下方。并且，阶梯状的板状的部件配置成，以随着朝向荧光轮装置100侧而靠近投影装置10框体的下表面侧的方式倾斜。因此，蓝色激光二极管71与反射镜75的距离随着朝向荧光轮装置100侧而逐渐变长。并且，被设为该左右方向上长的矩形的反射镜75沿前后方向配置8片，通过这8片反射镜75，来自各蓝色激光二极管71的射出光的光轴被向正面板12方向变换90度。

如图8以及图9所示，支架83的上表面与热导管(heat pipes)81连结。并且，该热导管81与冷却翅片(cooling fin)82连结。在冷却翅片82与背面板13之间配置有冷却扇261，通过该冷却扇261和冷却翅片82来冷却热导管81内的工作液。热导管81例如能够使用如下导管：将液体回流用的吸液芯(wick)形成为毛细管构造，在中央设置蒸气通路管，使用纯水、全氟碳(perfluorocarbon)等作为工作液，并使内部真空。

绿色光源装置80中的荧光轮装置100具备：荧光轮101，配置成与正面板12平行即与来自蓝色光源装置70的射出光的光轴正交；轮马达110，对该荧光轮101进行旋转驱动；聚光透镜组107，将从蓝色光源装置70射出的光线束聚光到荧光轮101并且将从荧光轮101向背面板13方向射出的光线束聚光；以及聚光透镜115，将从荧光轮101向正面板12方向射出的光线束聚光。

荧光轮101在圆周方向上并列设置有接受来自蓝色光源装置70的射出光作为激励光而射出绿色波段的荧光发光光的绿色荧光发光区域、及对来自蓝色光源装置70的射出光进行扩散透射的扩散透射区域。另外，绿色荧光发光区域中的荧光轮101的背面板13侧的表面通过银蒸镀等被进行反射镜加工，在该反射镜加工后的表面上铺设有带状的绿色荧光体层。并且，扩散透射区域中的荧光轮101的表面通过喷砂等而形成有微细凹凸。

并且，对荧光轮101的绿色荧光体层照射的来自蓝色光源装置70的射出光对绿色荧光体层中的作为荧光发光体的绿色荧光体进行激励，从绿色荧光体向全方位荧光发光的光直接向背面板13侧射出。或者，在荧光轮101的表面反射后向背面板13侧射出并入射到聚光透镜组。另外，对荧光轮101的扩散透射区域照射的来自蓝色光源装置70的射出光成为通过微细凹凸而扩散后的扩散透射光并入射到聚光透镜115。另外，在轮马达110与正面板12之间配置有冷却扇261，通过该冷却扇261冷却荧光轮101。

红色光源装置120是单色发光装置，具备配置成光轴与正面板12平行的红色光源121、及将来自红色光源121的射出光聚光的聚光透镜组125。该红色光源121是发出红色波段的光的红色发光二极管。并且，该红色光源装置120配置成光轴与来自蓝色光源装置70的射出光以及从荧光轮101射出的绿色波段光交叉。并且，红色光源装置120具备在红色光源121的右侧板15侧配置的散热器130。并且，在散热器130与正面板12之间配置有冷却扇261，通过该冷却扇261来冷却红色光源121。

并且，导光光学系统140由使红色、绿色、蓝色波段的光线束聚光的聚光透镜、将各色波段的光线束的光轴变换而使它们为同一光轴的反射镜、分色镜等构成。具体地说，在从蓝色光源装置70射出的蓝色波段光以及从荧光轮101射出的绿色波段光与从红色光源装置120射出的红色波段光交叉的位置配置有第一分色镜141，该第一分色镜141透射蓝色以及红色的波段光，并且反射绿色波段光而将该绿色光的光轴向左侧板14方向变换90度。

另外，透射荧光轮101后的蓝色波段光的光轴上、即聚光透镜115与正面板12之间，配置有第一反射镜143，该第一反射镜143反射蓝色波段光而将该蓝色光的光轴向左侧板14方向变换90度。并且，在被第一反射镜143反射的蓝色波段光的光轴上而且为光学系统单元160的附近，配置有将该蓝色光的光轴向背面板13方向变换90度的第二反射镜145。

另外，在透射第一分色镜141后的红色波段光的光轴、以及被第一分色镜141反射成与该光轴一致的绿色波段光的光轴、被第二反射镜145反射的蓝色波段光的光轴交叉的位置，配置有第二分色镜148，该第二分色镜148透射蓝色波段光，反射红色以及绿色的波段光而将这些红色以及绿色光的光轴向背面板13方向变换90度。并且，在分色镜与反射镜之间，分别配置有聚光透镜。并且，在光隧道175的附近，配置有将光源光聚光到光隧道175的入射口的聚光透镜173。

光学系统单元160由位于蓝色光源装置70的左侧方的照明侧块161、位于背面板13与左侧板14交叉的位置的附近的图像生成块165、位于导光光学系统140与左侧板14之间的投影侧块168这三块构成为大致コ字状。

该照明侧块161具备将从光源装置60射出的光源光导光到图像生成块165具备的显示元件51的光源侧光学系统170的一部分。作为该照明侧块161具有的光源侧光学系统170，内置有使从光源装置60射出的光线束成为均匀的强度分布的光束的光隧道175、将从光隧道175射出的光聚光的聚光透镜178、将从光隧道175射出的光线束的光轴向图像生成块165方向变换的光轴变换反射镜181等。

图像生成块165内置有使被光轴变换反射镜181反射后的光源光聚光到显示元件51的聚光透镜183、和使透射该聚光透镜183后的光线束朝向显示元件51照射的照射反射镜185作为光源侧光学系统170。并且，图像生成块165内置作为显示元件51的DMD，在该显示元件51与背面板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来冷却显示元件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195。另外，显示元件51如图12所示，将该图像形成面51a形成为长方形，并配置成长边51a1为左右方向。

如图8以及图9所示，投影侧块168内置将被显示元件51反射的ON光(开启光)放出到屏幕的投影侧光学系统220的透镜组。作为该投影侧光学系统220，被设为具备内置于固定镜筒的固定透镜组225和可动透镜组235并具备变焦功能的可变焦点型透镜，通过透镜马达使可动透镜组235运动，由此能够进行变焦调整、聚焦调整。

接下来，基于图10，对兼作激励光照射装置的蓝色光源装置70中的蓝色激光二极管71以及反射镜75的配置进行说明。另外，在图10中，相对于纸面的左侧为投影装置10的上表面侧。

蓝色激光二极管71相对于支架83(参照图9)以排列成3行8列(总计24个)的矩阵状的方式固定。在各蓝色激光二极管71的光轴上，虽未图示，但配置有将来自各蓝色激光二极管71的射出光变换为平行光的聚光透镜即准直透镜。并且，反射镜75设置为面对多个蓝色激光二极管71的各列。

形成为长条纸状的长方形的反射镜75以反射镜75的长边沿着各蓝色激光二极管的列的方式朝向投影装置10的左右方向而配置。并且，面对由3个蓝色激光二极管71所成的行而配置的反射镜75朝向来自蓝色光源装置70的射出光被射出的方向(相对于纸面朝下的方向即正面板12侧)、总计8片反射镜75铺开并配置成阶梯状。虽未图示，但这些反射镜75固定在形成为板状的阶梯状的板状的部件上。从各蓝色激光二极管71射出的光以使各列的光线束的截面积向一个方向缩小并形成为无间隙的方式、向在蓝色光源装置70的射出方向上设置的未图示的聚光透镜射出。

在此，多个蓝色激光二极管71的各蓝色激光二极管71配置为互相平行。并且，蓝色激光二极管71通常如图11所示，形成为其射出光的截面是椭圆形P。因此，各个蓝色激光二极管71对齐并配置成，射出光的椭圆形P的长轴与形成为长方形的反射镜75的长边大致平行、并且射出光即椭圆形P收敛在反射镜75内。于是，成为从各列的蓝色激光二极管71射出的光线束收敛在反射镜75的反射面内并无浪费地反射。这样配置全部的蓝色激光二极管71以及反射镜75，所以从蓝色光源装置70射出的光线束以射出光的椭圆形中的长轴被对齐为与图8中的平面平行的朝向即投影装置10的左右方向(换言之，相对于投影装置10为横朝向)的方式射出。

另外，图11表示使1个蓝色激光二极管71的射出光的长轴与反射镜75的长边一致的状态，从而图10所示的3个蓝色激光二极管71所成的1行的各蓝色激光二极管71射出的射出光的长轴的方向也与行方向一致、即与反射镜75的长边方向一致，从而以3根激光收敛在反射镜75内的方式照射到反射镜75。

这样，椭圆形的朝向相对于投影装置10被对齐为横朝向的从蓝色光源装置70射出的光线束维持相对于光轴的旋转方向的位置不变(换言之，维持射出光的截面椭圆形的朝向不变)，经由导光光学系统140、光源侧光学系统170，被聚光透镜195聚光后照射到显示元件51的图像形成面51a。另一方面，如前所述，如图12A所示的作为显示元件51的数字微镜器件(DMD)的图像形成面51a配置成，具有长边51a1以及短边51a2的长方形的长边51a1相对于图1所示的投影装置10成为左右方向。

因此，对显示元件51的图像形成面51a照射的来自蓝色光源装置70的射出光的椭圆形P的截面的长轴的朝向，与显示元件51的图像形成面51a中的长方形的长边51a1大致平行，该来自蓝色光源装置70的射出光对显示元件51的图像形成面51a照射。换言之，使如图11所示的来自作为光源的蓝色激光二极管71的射出光的截面的椭圆形P的长轴、与如图12A所示的作为显示元件51的数字微镜器件(DMD)的图像形成面51a中的长方形的长轴方向相同，来自光源的射出光照射到显示元件51的图像形成面51a。另外，图12B是配置有多个微小反射镜51b的作为显示元件51的数字微镜器件(DMD)的、图12A中的Q部分的放大俯视图。

另外，来自蓝色光源装置70的射出光也被作为对产生绿色波段光的荧光轮101的绿色荧光体层的激励光。在本实施例中，从蓝色光源装置70射出的光线束，各蓝色激光二极管71的射出光的截面椭圆形中的长轴的朝向相对于投影装置10被对齐为横朝向并入射到荧光轮101。因此，关于从荧光轮101射出的绿色波段光的光线束，射出光的截面椭圆形中的长轴的朝向也相对于投影装置10被对齐为横朝向。并且，从该荧光轮101射出的光线束也同样地，截面椭圆形的长轴的朝向维持相对于光轴的旋转方向的位置不变，并经由导光光学系统140、光源侧光学系统170而照射到显示元件51的图像形成面51a。并且，使绿色波段光中的荧光轮101的射出光的截面椭圆形的长轴与显示元件51的图像形成面51a中的长方形的长边51a1大致平行，并照射到显示元件51的图像形成面51a。换言之，使来自光源的射出光的截面椭圆形的长轴与显示元件51的图像形成面中的长方形的长轴方向相同后，来自光源的射出光被照射到显示元件51的图像形成面51a上。

另外，在本实施例中，将蓝色激光二极管71射出的朝向配置为从投影装置10的上表面朝向下表面射出，但也可以配置成从投影装置10的下表面朝向上表面而射出。另外，也可以是，配置成长方形的显示元件51的短边配置为作为左右方向的朝向，相应于此，蓝色激光二极管71的射出方向配置成相对于投影装置10从左侧向右侧、或从右侧到左侧。即，只要配置成各蓝色激光二极管71的射出光的截面椭圆形中的长轴与长方形的显示元件51中的图像形成面51a的长边51a1大致平行(换言之，配置成截面椭圆形与长方形的长轴方向相同)，就能够实施本发明。

另外，在本实施例中，通过热导管81和冷却翅片82构成蓝色光源装置70的冷却装置，但也可以通过散热器来冷却。

如以上所述，本实施例中的投影装置10具有设置有射出光为截面椭圆形的多个蓝色激光二极管71的光源即蓝色光源装置70、以及作为DMD的显示元件51，蓝色激光二极管71的射出光以射出光的截面椭圆形的长轴与形成为长方形的显示元件51的图像形成面51a中的长边51a大致平行的方式入射。

由此，成为横长的截面椭圆形的射出光对于是横长的长方形的显示元件，使长轴方向相同而进行照射，所以与以往那样照射是纵长的截面椭圆形的射出光的情况相比，无浪费地均匀地照射光源光。因此，能够消除投影图像的颜色不均，并且能够提高显示元件的图像形成面上的平均单位面积的反射光的强度，能够获得明亮的投影图像。

另外，多个蓝色激光二极管71的各激光二极管配置成互相平行。由此，能够更可靠地实现颜色不均的降低以及投影图像的亮度提高。

另外，对显示元件51的图像形成面51a照射的光线束中包括从将来自蓝色激光二极管71的射出光作为激励光的荧光发光体发出的绿色波段光的光线束。由此，不仅将激光二极管作为光源，还着眼于激光二极管的光是高强度这一情况而将其作为荧光发光体的激励光来利用的情况下，也能够优选地实施本发明。

另外，在从作为光源的蓝色光源装置70到显示元件51的光路上，配置形成为长方形的反射镜75。并且，以蓝色激光二极管71的射出光的截面椭圆形中的长轴与反射镜的长边大致平行的方式，将蓝色激光二极管71的朝向对齐。由此，蓝色激光二极管的截面椭圆形的射出光相对于长方形的反射镜而无浪费地照射并反射。因此，在从蓝色光源装置向显示元件射出的光线束的光路上，也能够降低光线束的损失，所以能够提供光源能量的使用效率提高了的投影装置。

另外，反射镜75固定在阶梯状的板状的部件上，多个蓝色激光二极管71固定在支架83上，阶梯状的板状的部件和支架83配置成从上面观察时重合。由此，能够将投影装置的框体内的各设备布局的整齐，还能够提高制造上的组装作业效率。

另外，蓝色激光二极管71从上表面朝向下表面而射出，并且反射镜75与蓝色激光二极管71面对而配置在下表面，以将该蓝色激光二极管71的射出光反射。由此，能够使需要冷却的激光二极管的背面朝向上面侧，所以能够获得在投影装置内部的布局上对散热有利的配置。另外，在激光二极管的背面侧能够配置用于冷却激光二极管的设备，所以能够提高投影装置的制造上的组装作业效率。

另外，蓝色激光二极管71通过热导管来冷却。由此，根据投影装置的内部布局而配置光源装置，并且不会加厚光源装置的上下方向的厚度而能够可靠地进行激光二极管的冷却。

并且，示出了使用微镜器件(DMD)作为显示元件的例子，但不限于此，也可以使用液晶等其他的显示元件。

另外，以上说明的实施方式是作为例子提示的，无意限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的宗旨的范围内，能够进行各种省略、置换及变更。这些实施方式及其变形包括于发明的范围及宗旨，并且包含于权利要求书记载的发明及其等同的范围。

Claims (20)

1.一种投影装置，包括：

多个激光二极管；以及

矩形状的显示元件，被照射从所述多个激光二极管出射的光，

所述显示元件配置成，所述多个激光二极管的各出射光的截面椭圆形的长轴方向与所述显示元件的长边方向大致平行。

2.如权利要求1所述的投影装置，

所述多个激光二极管的各激光二极管配置成互相平行。

3.如权利要求1所述的投影装置，

对所述显示元件的图像形成面照射的光线束中，包括从将来自所述多个激光二极管的射出光作为激励光的荧光发光体发出的光线束。

4.如权利要求1所述的投影装置，包括：

支架，配置所述多个激光二极管；以及

导光部件，形成有供从所述多个激光二极管出射的光入射的矩形状的入射口、和供从所述入射口入射的光出射的矩形状的出射口，

所述多个激光二极管以所述多个激光二极管的各出射光的截面椭圆形的长轴方向与所述入射口的长边方向大致平行的方式，固定在所述支架上。

5.如权利要求2所述的投影装置，包括：

支架，配置所述多个激光二极管；以及

导光部件，形成有供从所述多个激光二极管出射的光入射的矩形状的入射口、和供从所述入射口入射的光出射的矩形状的出射口，

所述多个激光二极管以所述多个激光二极管的各出射光的截面椭圆形的长轴方向与所述入射口的长边方向大致平行的方式，固定在所述支架上。

6.如权利要求3所述的投影装置，包括：

支架，配置所述多个激光二极管；以及

导光部件，形成有供从所述多个激光二极管出射的光入射的矩形状的入射口、和供从所述入射口入射的光出射的矩形状的出射口，

所述多个激光二极管以所述多个激光二极管的各出射光的截面椭圆形的长轴方向与所述入射口的长边方向大致平行的方式，固定在所述支架上。

7.如权利要求1所述的投影装置，

所述多个激光二极管分别形成有二根引线端子，

所述多个激光二极管的至少一部分的相邻的所述激光二极管的所述引线端子串联连接，

所述各激光二极管的二根所述引线端子中的一根所述引线端子配置在上侧，所述各激光二极管的二根所述引线端子中的另一根所述引线端子配置在下侧，并且上侧或下侧中的一侧的所述引线端子与在横向上相邻的另一侧的所述引线端子接线。

8.如权利要求4所述的投影装置，

所述多个激光二极管分别形成有二根引线端子，

所述多个激光二极管的至少一部分的相邻的所述激光二极管的所述引线端子串联连接，

所述各激光二极管的二根所述引线端子中的一根所述引线端子配置在上侧，所述各激光二极管的二根所述引线端子中的另一根所述引线端子配置在下侧，并且上侧或下侧中的一侧的所述引线端子与在横向上相邻的另一侧的所述引线端子接线。

9.如权利要求1所述的投影装置，

多个所述激光二极管沿纵向以及横向配置成直线状，

沿所述横向配置的多个所述激光二极管接线。

10.如权利要求4所述的投影装置，

多个所述激光二极管沿纵向以及横向配置成直线状，

沿所述横向配置的多个所述激光二极管接线。

11.如权利要求1所述的投影装置，

所述多个激光二极管是蓝色激光二极管。

12.如权利要求11所述的投影装置，包括：

蓝色光源装置，由发出蓝色波段光的蓝色发光二极管构成；

红色光源装置，由发出红色波段光的红色发光二极管构成；以及

绿色光源装置，具有铺设有绿色荧光体层的荧光轮，该荧光轮将所述蓝色激光二极管作为激励光源并发出绿色波段光。

13.如权利要求12所述的投影装置，

所述投影装置包括导光部件，该导光部件形成有供从所述多个激光二极管出射的光入射的矩形状的入射口、和供从所述入射口入射的光出射的矩形状的出射口，

所述显示元件配置成长边为横向，

所述导光部件包括光隧道或玻璃棒，

从所述导光部件出射的光被导光到所述显示元件，并且所述导光部件配置成所述入射口的长边为横向。

14.如权利要求1所述的投影装置，

在从所述光源到所述显示元件的光路上，配置形成为长方形并将来自所述多个激光二极管的各射出光反射的反射镜，并且各所述激光二极管的朝向被对齐，以使所述多个激光二极管的射出光的截面椭圆形(P)中的长轴与所述反射镜的长边大致平行。

15.如权利要求2所述的投影装置，

在从所述光源到所述显示元件的光路上，配置形成为长方形并将来自所述多个激光二极管的各射出光反射的反射镜，并且各所述激光二极管的朝向被对齐，以使所述多个激光二极管的射出光的截面椭圆形(P)中的长轴与所述反射镜的长边大致平行。

16.如权利要求14所述的投影装置，具有：

固定所述反射镜的部件；以及

固定所述多个激光二极管的支架，

所述部件与所述支架配置成，所述部件与所述支架在从框体的上表面观察时重合。

17.如权利要求14所述的投影装置，

所述多个激光二极管从框体的上表面朝向下表面射出，并且所述反射镜面对所述多个激光二极管而配置在下表面，以将来自所述多个激光二极管的各射出光反射。

18.如权利要求16所述的投影装置，

所述多个激光二极管从框体的上表面朝向下表面射出，并且所述反射镜面对所述多个激光二极管而配置在下表面，以将来自所述多个激光二极管的各射出光反射。

19.如权利要求1所述的投影装置，

所述多个激光二极管由热导管来冷却。

20.如权利要求14所述的投影装置，

所述多个激光二极管由热导管来冷却。