CN104849952A - 光源装置和图像显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光源装置和图像显示设备，该光源装置包括：激发光源，发射具有至少在蓝光光谱中的第一波长范围的激发光；以及荧光构件，包括：荧光物质，当被所述激发光辐射时，该荧光物质发射具有在红光光谱和绿光光谱至少之一中的第二波长范围的光，以及第一反射膜，提供在所述荧光物质的与所述激发光的入射侧相反的一侧，该第一反射膜至少反射具有所述第二波长范围的光。

Description

光源装置和图像显示设备
本申请是申请日为2011年6月13日且发明名称为“照明装置和图像显示设备”的中国专利申请201110157759.7的分案申请。
技术领域
本发明涉及光源装置和图像显示设备，具体地，涉及用作诸如投影仪的投射型图像显示设备的光源的光源装置和包括该光源装置的图像显示设备。
背景技术
近年来，对于在家看电影或会议陈述等，使用诸如投影仪的投射型图像显示设备的机会已经增加了。在这样的投影仪中，作为光源，例如，通常采用具有高亮度的放电型灯，例如水银灯。另外，随着近年来在固态发光装置(例如，半导体激光器或发光二极管等)技术发展上的进步，也提出了采用固态发光装置的投影仪(例如，见日本特开2010-86815号公报)。
JP-A-2010-86815中公开的投影仪是DLP(数字光处理：注册商标)型投影仪。在这种类型的投影仪中，通过对不同颜色约每秒几千次的时分显示而全色显示图像。因此，在日本特开2010-86815号公报的投影仪中，分别准备了利用固态发光装置的红色发光装置、绿色发光装置和蓝色发光装置，并且从每个发光装置发射的光被分时控制，且该光被发射到外面以显示图像光。
另外，日本特开2010-86815号公报的投影仪中采用的每个发光装置都包括可旋转驱动的发光轮、形成在发光轮表面上且吸收激发光而发射预定颜色光的发光材料以及发射激发光的激发光源(固态发光装置)。另外，作为每个发光装置中采用的激发光源，采用所发射的激发光的波段短于从发光材料发射的光的波段的光源。
发明内容
如上所述，在现有技术中已经提出了不采用水银灯的投影仪，并且，在这样的投影仪中，可以实现无水银的投影仪以响应近来的环境问题。另外，例如，在诸如半导体激光器和发光二极管的固态发光装置用作光源的情况下，与水银灯相比优点是耐久性较长且亮度降低也较少。
然而，日本特开2010-86815号公报中建议的技术仅可用于光源装置(照明装置)，例如，DLP(注册商标)型投影仪等，其分时发射多种波长彼此不同的单色光。日本特开2010-86815号公报中建议的技术可能不适用于需要发射白光的光源装置的应用，如诸如3LCD(Light Crystal Display)型投影仪等的图像显示装置。
因此，所希望的是提供无水银的照明装置，其也可应用于诸如3LCD型投影仪的各种应用，并且所希望的是提供具有该照明装置的图像显示设备。
根据本发明实施例的照明装置包括发射具有第一波长的激发光的激发光源和荧光构件。荧光构件包括荧光物质，当被激发光辐射时，该荧光物质发射波长为大于第一波长的第二波长的光、透射激发光的一部分及反射激发光的另一部分，并且该荧光构件包括第一反射膜，该第一反射膜提供在荧光物质的与激发光的入射侧相反的一侧，荧光构件发射复合光，该复合光包括从荧光物质和第一反射膜反射的激发光成分和从荧光物质发射的光成分。另外，上述的“波长”是指不仅包括单一波长而且包括预定波段的波长。
另外，根据本发明另一个实施例的图像显示设备包括光源装置部和图像投射部，并且每个部的功能如下。光源装置部具有与根据本发明实施例的照明装置基本上相同的构造。图像投射部通过利用从光源装置部发射的复合光而产生预定的图像光，并且将所产生的图像光投射到外面。
根据本发明的实施例，照明装置(光源装置部)发射复合光，该复合光包括从荧光物质发射的具有第二波长的激发光以及从荧光物质和第一反射膜反射的具有第一波长的激发光的一部分。就是说，根据本发明的实施例，发射了波段与激发光和发射光不同的光。因此，根据本发明的实施例，在激发光设定为蓝光而发射光设定为包括红光和绿光的光(例如，黄光等)的情况下，能够从照明装置(光源装置部)发射白光。
如上所述，在根据本发明实施例的照明装置(光源装置部)中，能够发射波段与激发光和发射光不同的光，并且通过适当设定第一波长的激发光和第二波长的发射光的结合，能够发射白光等。因此，根据本发明的实施例，能够提供无水银的照明装置，该无水银的照明装置也可应用于例如3LCD型投影仪的各种应用，并且能够提供具有该照明装置的图像显示设备。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的图像显示设备的示意性模块构造图；
图2A至2C是示出光源装置部(照明装置)所用荧光构件的示意性构造图；
图3是示出荧光构件中所用反射膜的构造示例的图；
图4是示出根据本发明实施例的光源装置部中所用的偏振分束器的光谱特性示例的图；
图5是示出偏振分束器的运行的图；
图6是示出根据本发明实施例的光源装置部(照明装置)的发射光的光谱特性的图；以及
图7是示出根据修改示例1的光谱光学系统的构造示例的图。
具体实施方式
在下文，将参考附图以下面的顺序描述根据本发明实施例的照明装置以及具有该照明装置的图像显示设备的示例。另外，在该实施例中，3LCD型投影仪描述为图像显示设备的示例，但是本发明不限于此。本发明可以应用于需要白光且可以获得相同效果的任何图像显示设备。
1.图像显示设备的构造示例
2.光源装置部(照明装置)的构造示例
3.荧光构件的构造示例
4.偏振分束器的构造示例
5.光源装置部的运行示例
6.各种修改示例
[1.图像显示设备的构造示例]
图1示出了根据本发明实施例的图像显示设备的构造示例。在图1中，为了说明的简便起见，仅主要地示出了该实施例的图像显示设备10中在图像光投射到外面时而运行的主要部分。另外，在图1中，示出了3LCD型投影仪的构造示例，但是本发明不限于此。本发明可以应用于采用反射式LCD光调制装置的3LCD型投影仪。
图像显示设备10包括光源装置部1(照明装置)和光引擎部(opticalengine section)2(图像投射部)。另外，光源装置部1的构造将稍后描述。
光引擎部2光学处理从光源装置部1发射的光(该示例中的白光LW)以产生图像光LI，并且放大和投射图像光LI到例如外部的屏幕。光引擎部2包括例如光谱光学系统20、3LCD光学调制装置(在下文，分别称为"第一LCD面板21至第三LCD面板23")、棱镜24和投射光学系统25。另外，光引擎部2的构造不限于图1所示的示例，而是可以例如根据使用等适当地改变。例如，各种必要的光学装置可以在光引擎部2内适当设置在每个部件之间的光路上。
另外，在该示例的光引擎部2中，第一和第三LCD面板21和23设置为发光表面彼此相对，并且第二LCD面板22设置在与第一和第三LCD面板21和23的相对方向垂直的方向上。棱镜24设置在由第一至第三LCD面板21至23围绕的区域中。另外，在该示例中，投射光学系统25设置在与第二LCD面板22的发光表面相对的位置处，且投射光学系统25与第二LCD面板22之间具有棱镜24。另外，光谱光学系统20提供在第一至第三LCD面板21至23的光入射侧。
光谱光学系统20由例如分色镜或反射镜等构造，将从光源装置部1入射的白光LW分散成蓝光LB、绿光LG和红光LR，并且将每种波长成分的光发射到每个对应的LCD面板。在该示例中，光谱光学系统20将所分散的蓝光LB、绿光LG和红光LR的每一个分别出射到第一LCD面板21、第二LCD面板22和第三LCD面板23。另外，在该实施例中，在光谱光学系统20中，每种波长成分的偏振方向调整为预定的方向。
第一至第三LCD面板21至23的每一个都由透射LCD面板构造。LCD面板的每一个根据从面板驱动部(未示出)提供的驱动信号通过改变液晶单元(未示出)中包封的液晶分子的布置而用液晶单元透射或遮蔽(调制)入射光。LCD面板的每一个都将预定波长的调制光(被调制的光)出射到棱镜24。
棱镜24使分别从第一至第三LCD面板21至23入射的每种波长成分的调制光复合，并且将该复合光，即图像光LI出射到投射光学系统25。
投射光学系统25将从棱镜24入射的图像光放大且投射到例如，外部屏幕等的显示表面上。
[2.光源装置部1的构造示例]
接下来，将参考图1描述该实施例的光源装置部1的内部构造。光源装置部1包括激发光源11、偏振分束器12(光谱光学系统)、四分之一波长板13、聚光光学系统14(光学系统)、荧光构件15和电动机16(驱动单元)。
在该实施例的光源装置部1中，荧光构件15的稍后描述的反射膜31和荧光层32、聚光光学系统14、四分之一波长板13和偏振分束器12从荧光构件15侧依次设置在来自荧光构件15的发射光的光路上。另外，激发光源11设置在与来自荧光构件15的发射光的光路垂直的方向上，且位于与偏振分束器12的一个光入射表面相对的位置。
激发光源11由固态发光装置构造，其发射预定波长(第一波长)的光。在该示例中，作为激发光源11，采用发射445nm波长的蓝光(激发光Bs)的蓝色激光器。另外，线偏振光(S偏振光)的激发光Bs从激发光源11发射。另外，在该实施例中，激发光的波长设定为短于从荧光构件15中稍后描述的荧光层32发射的光(在下文，称为"发射光")的波长。
另外，在激发光源11由蓝色激光器构造的情况下，其可由一个蓝色激光器构造以获得具有预定输出的激发光Bs，并且它可以构造为使来自多个蓝色激光器的每个的发射光复合且获得具有预定输出的激发光Bs。另外，蓝光(激发光Bs)的波长不限于445nm，而是它能够使用任何波长，只要该波长在称为蓝光的光的波段内。
偏振分束器(PBS)12将从激发光源11入射的激发光Bs和从荧光构件15入射的发射光(复合光)分开。具体地，偏振分束器12反射从激发光源11入射的激发光Bs，并且通过聚光光学系统14出射该反射光到荧光构件15。另外，偏振分束器12透射从荧光构件15出射的光，并且将该透射光出射到光引擎部2中的光谱光学系统20。
在该实施例中，偏振分束器12的光谱特性设计为在偏振分束器12中实现上述光分离操作。另外，偏振分束器12的光谱特性的具体示例将稍后描述。另外，作为分开从激发光源11入射的激发光Bs和来自荧光构件15的发射光的光学系统的构造，其不限于偏振分束器12，而是可以采用任何光学系统，只要它构造为执行上述光分离操作。
四分之一波长板13是相位元件，其相对于入射光产生π/2的相位差。在入射光为线偏振光的情况下，四分之一波长板13将该线偏振光转换成圆偏振光。在入射光为圆偏振光的情况下，四分之一波长板13将圆偏振光转换成线偏振光。在该实施例中，四分之一波长板13将从偏振分束器12出射的线偏振激发光转换成圆偏振激发光，并且将从荧光构件15出射的复合光中包括的圆偏振激发光成分转换成线偏振光。
聚光光学系统14将从四分之一波长板13出射的激发光聚集为具有预定的光斑直径，并且将聚集的激发光(在下文，称为"聚集光")出射到荧光构件15。另外，聚光光学系统14将从荧光构件15发射的复合光转换成平行光，并且将该平行光出射到四分之一波长板13。另外，聚光光学系统14例如可以由单一准直透镜构造，或者可以构造为通过采用多个透镜将入射光转换成平行光。
荧光构件15吸收通过聚光光学系统14入射的一部分激发光(蓝光)，发射具有预定波段(第二波长)的光，并且反射其余的激发光。荧光构件15使发射光和一部分反射的激发光复合，并且将被复合的光发射到聚光光学系统14。
在该示例中，因为入射到光引擎部2的光设定为白光LW，所以荧光构件15发射包括红光和绿光的波段(约480至680nm)的光。在该实施例中，包括红光和绿光的波段的发射光和由荧光构件15(稍后描述的反射膜31和荧光层32)反射的一部分激发光(蓝光)被复合，并且产生白光。另外，荧光构件15的更加详细的构造将稍后描述。
另外，因为从荧光构件15发射的发射光是以Lambertian(均匀散射)形状扩展的光，所以当聚光光学系统14和荧光构件15之间的距离很长时，难以通过聚光光学系统14有效地聚集发射光，因此激发光的利用效率下降。另外，当发射到荧光构件15的激发光的光斑直径太大时，发射光的扩展变得较大，因此利用效率降低。因此，在该实施例中，聚光光学系统14的构造，诸如透镜构造、焦点距离和对准位置，以及聚光光学系统14和荧光构件15之间的距离被设定以便获得足够的激发光的利用效率。
电动机16以预定的转数旋转地驱动荧光构件15。此时，电动机16驱动荧光构件15，使得荧光构件15在垂直于激发光的辐射方向的平面(荧光层32的激发光的辐射平面)中旋转。由此，荧光构件15中激发光的辐射位置随着时间的改变以对应于转数的速度在垂直于激发光的辐射方向的平面中变化(移动)。
如上所述，荧光构件15由电动机16可转动地驱动，并且荧光构件15中激发光的辐射位置随着时间的改变而变化，从而可以抑制辐射位置处的温度升高，且可以防止荧光层32的发光效率下降。另外，荧光原子吸收激发光以及发射光需要一定的时间(例如，几纳秒)，甚至当激发周期中接下来的激发光发射到荧光原子时，该原子还没有发射光。然而，根据该实施例，荧光构件15中激发光的辐射位置随着时间的改变而变化，从而没有激发的荧光原子依次设置在激发光的辐射位置处，因此能够允许荧光层32有效地发光。
另外，在该实施例中，图解了荧光构件15由电动机16可旋转地驱动的示例。然而，本发明不限于此，而是可以以任何方式构造，只要荧光构件15中激发光的辐射位置随着时间的改变而变化。例如，激发光的辐射位置可以通过使荧光构件15在垂直于激发光的辐射方向的平面内在预定方向上线性往复而随着时间的改变变化。另外，激发光的辐射位置可以通过固定荧光构件15并且通过使激发光源11和各种光学系统相对于荧光构件15相对地运动而随着时间的改变变化。
[3.荧光构件的构造示例]
接下来，将参考图2A至2C描述荧光构件15的详细构造。另外，图2A示出了荧光构件15从聚光光学系统14侧看的前视图，图2B示出了沿着图2A的A-A线剖取的截面图，而图2C示出了荧光构件15从聚光光学系统14的相反侧看的前视图。
荧光构件15包括盘状基板30、在基板30的一个表面(激发光的入射侧)上形成的反射膜31(第一反射膜)和荧光层32(荧光物质)。
基板30由诸如玻璃和透明树脂的透明材料形成。另外，形成基板30的材料不限于透明材料，而是可以由任何材料形成，只要该材料具有预定的强度。另外，考虑必要的强度或重量等而适当地设定基板30的诸如厚度的尺寸。另外，基板30的中心附接到电动机16的旋转轴16a，并且基板30通过固定毂(fixing hub)16b固定到旋转轴16a。
如图2A所示，反射膜31以环状形状形成在基板30的一个表面上。环状形状的反射膜31以反射膜31和基板30彼此同心的方式设置在基板30上。另外，反射膜31在其径向方向上的宽度值设定为大于由聚光光学系统14聚集的激发光(聚集光)的光斑尺寸。
反射膜31反射全部光，而与入射光的波长和入射角无关。因此，反射膜31不仅将荧光层32处激发的光(发射光)反射到聚光光学系统14侧，而且反射透射通过荧光层32的一部分激发光(蓝光)到聚光光学系统14侧。
这里，图3示出了反射膜31的一个构造示例。反射膜31通过在基板30上交替层叠第一电介质层31a和第二电介质层31b而形成，第一电介质层31a例如由SiO2层或MgF2层等形成，第二电介质层31b例如由TiO2层或Ta2O3层等形成。具体地，反射膜31可以由分色镜(分色膜)构造。在反射膜31由如图3所示的分色镜构造的情况下，通过调整每个电介质层的层数、每个电介质层的厚度或每个电介质层的形成材料等，能够设定反射层31的反射(透射)特性到预定的特性。另外，第一电介质层31a和第二电介质层31b的每个的层数可以通常可为几层到几十层。另外，第一电介质层31a和第二电介质层31b例如通过气相沉积法或者溅射法等形成。另外，反射膜31的构造不限于如图3所示的示例，而是例如可以由诸如铝的金属膜形成。
荧光层32可以由层状荧光物质形成，并且吸收一部分激发光，在激发光入射到其上时荧光层32发射预定波长的光。另外，荧光层32透射一部分没有被吸收的剩余激发光，并且散射(反射)其余的激发光。另外，从荧光层32反射的激发光成分变为非偏振光。
在该实施例中，从反射膜31和荧光层32反射的一部分激发光和荧光层32处的发射光被复合且产生白光，从而荧光层32可以由例如YAG(钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet))基荧光材料等形成。在此情况下，荧光层32在蓝色激发光入射到其上时发射波段为从480至680nm的光(黄光)。
另外，作为荧光层32，可以采用任何构造和材料的膜，只要该膜可以发射具有包括红光和绿光的波段的光，并且从发光效率和耐热性的观点看，优选采用由YAG基荧光材料形成的膜。
荧光层32通过施加预定的荧光剂而形成在反射膜31上，预定的荧光剂通过混合荧光材料和粘结剂而获得。在图2A至2C所示的示例中，荧光层32形成为覆盖反射膜31的整个表面，从而荧光层32的表面形状变为环状形状。另外，荧光层32可以仅形成在激发光所发射到的区域，从而荧光层32的形状不限于图2A至2C所示的示例，并且荧光层32在径向方向上的宽度可以窄于反射膜31的宽度。
另外，关于荧光层32，激发光的发光量以及透射量与反射量(散射量)的比率可以由荧光层32的厚度或者荧光物质的密度(包含量)调整。因此，在该实施例中，荧光层32的厚度或者荧光物质的密度等调整为使得来自光源装置部1的发射光成为白光。
另外，在上述实施例的荧光构件15中，描述了层状荧光物质(荧光层32)隔着反射膜31形成在基板30上的示例，但是本发明不限于此。例如，在荧光物质通过具有足够强度的板状构件构造的情况下，可以不提供基板30。另外，在此情况下，反射膜31可以直接形成在由板状构件形成的荧光物质的一个表面上，或者反射镜与荧光物质分开制备，并且反射镜可以用于替代反射膜31。
[4.偏振分束器的构造]
在该实施例的光源装置部1中，如图1所示，从激发光源11经由偏振分束器12入射到荧光构件15的激发光的光路和从荧光构件15入射到光引擎部2的复合光的光路彼此重叠。因此，在该实施例中，如上所述，偏振分束器12的光谱特性适合地被调整为分开两种光束。
图4示出了该实施例中采用的偏振分束器12的光谱特性示例的示意图。另外，在图4所示的光谱特性中，横轴表示波长，而纵轴表示透射率。另外，图4中的实线所示的特性Tp表示偏振分束器12相对于P偏振入射光的透射率特性，虚线所示的特性Rp表示偏振分束器12相对于P偏振入射光的反射率特性。另外，图4中的点线所示的特性Ts表示偏振分束器12相对于S偏振入射光的透射率特性，并且由单点划线表示的特性Rs表示偏振分束器12相对于S偏振入射光的反射率特性。
在该实施例中采用的偏振分束器12中，如图4所示，对于从荧光层32发射的波段为480至680nm的光学成分，透射率为约100％，反射率为约0％，而与偏振方向无关。就是说，波段为480至680nm的全部光(黄光)透过偏振分束器12。
另一方面，如图4所示，偏振分束器12相对于P偏振蓝光的透射率为约100％，并且反射率为约0％。另外，偏振分束器12相对于S偏振蓝光的透射率为约0％，并且反射率为约100％。就是说，偏振分束器12在P偏振蓝光入射到其上时透射光，并且在S偏振蓝光入射到其上时反射光。
通过设定偏振分束器12的光谱特性到图4所示的特性，入射到荧光构件15的激发光和来自荧光构件15的发射光可以彼此分开。具体地讲，从激发光源11入射的激发光Bs(蓝光)是S偏振光，从而它由偏振分束器12反射，并且引导到荧光构件15。
另一方面，从荧光构件15发射的复合光中包括的发射光成分是波段为480至680nm的光学成分，从而它透射通过偏振分束器12。另外，在从荧光构件15发射的复合光中包括的激发光(蓝光)成分中，从反射膜31反射的激发光成分是如下所述的P偏振光，从而它透射通过偏振分束器12。另外，在从荧光构件15发射的复合光中包括的激发光成分中，从荧光层32直接反射的激发光成分是非偏振光，从而约一半的激发光成分透射通过偏振分束器12。就是说，从荧光构件15发射的一部分复合光透射通过偏振分束器12，并且透射的复合光作为白光LW引导到光引擎部2中的光谱光学系统20。
[5.光源装置部的运行示例]
接下来，将参考图1至5详细描述该实施例的光源装置部的运行示例。另外，图5示出了说明该实施例的偏振分束器12的运行状态的示意图。在图5中，圆A1表示S偏振方向，并且白色箭头A2表示P偏振方向。另外，在图5中，为了描述方便起见，未示出从荧光层32直接反射的非偏振激发光成分。
首先，激发光源11发射S偏振激发光Bs(蓝光)到偏振分束器12。随后，偏振分束器12在面对荧光构件15的方向上反射入射的激发光Bs。随后，偏振分束器12经由四分之一波长板13将反射的激发光出射到聚光光学系统14。随后，聚光光学系统14将入射的激发光聚集为具有预定的光斑直径，并且发射聚集光到荧光构件15。
随后，当激发光发射到荧光构件15的荧光层32时，荧光层32吸收一部分激发光，因此发射包括红光和绿光的波段为480至680nm的光(黄光)。另外，此时，荧光层32散射在荧光层32侧没有被吸收的一部分激发光，并且将其反射到聚光光学系统14侧，而且透射没有被吸收的剩余激发光的一部分，且将其引导到反射膜31。反射膜31将透射通过荧光层32的激发光反射到聚光光学系统14侧。另外，此时，荧光层32的一部分发射光从反射膜31反射到聚光光学系统14侧。
结果，来自荧光层32的发射光以及从荧光层32和反射膜31反射的一部分激发光在荧光构件15中被复合，并且被复合的光从荧光构件15发射到聚光光学系统14。
随后，聚光光学系统14将从荧光构件15发射的复合光转换成平行光，并且将该平行光通过四分之一波长板13出射到偏振分束器12。
此时，包括在通过四分之一波长板13的复合光中的光成分，即，红光成分Rps(图5中的虚线箭头)和绿光成分Gps(单点划线箭头)，是非偏振光(包括P偏振成分和S偏振光成分)。因此，复合光中包括的红光成分Rps和绿光成分Gps“原样”透射通过四分之一波长板13，并且入射到偏振分束器12。
另一方面，在复合光中包括的激发光成分(蓝光成分)中，从反射膜31反射的激发光成分通过四分之一波长板13共计两次，直到它入射到偏振分束器12。具体地，从反射膜31反射的激发光成分分别在从激发光源11到荧光构件15的光路中和从荧光构件15到偏振分束器12的光路中各一次通过四分之一波长板13。因此，在通过四分之一波长板13后复合光中包括的来自反射膜31的反射光成分的偏振方向相对于从激发光源11发射的激发光Bs旋转90°。
在该实施例中，从激发光源11发射的激发光Bs是S偏振光，从而在从反射膜31反射后入射到偏振分束器12的激发光成分Bp(蓝光)成为如图5所示的P偏振光。另一方面，因为从荧光层32直接反射的激发光成分(图5中未示出)是非偏振光，所以它“原样”通过四分之一波长板13，并且入射到偏振分束器12(图5中未示出)。
另外，在该实施例中，偏振分束器12制作为具有如图4所示的光谱特性，从而偏振分束器12“原样”通过复合光中包括的红光成分Rps和绿光成分Gps。
另外，在入射到偏振分束器12的激发光成分中，来自反射膜31的反射光成分(Bp)是P偏振光，从而偏振分束器12“原样”通过来自反射膜31的反射光成分(Bp)。因此，在入射到偏振分束器12的激发光成分中，来自荧光层32的反射光成分是非偏振光，从而偏振分束器12仅通过该反射光成分中的P偏振光。此时，在从荧光层32反射的激发光成分中，通过偏振分束器12的成分比为约50％。因此，在该实施例中，在从荧光构件15出射的激发光成分中，约70至80％的激发光成分通过偏振分束器12。
结果，通过复合红光成分Rps、绿光成分Gps和从反射膜31和荧光层32反射的一部分激发光成分(蓝光成分)获得的光，即白光LW，从偏振分束器12位于光引擎部2侧的光出射表面出射。在该实施例中，白光LW从光源装置部1发射，如上所述。
关于具有该实施例的上述构造的光源装置部1，本发明人设定光源装置部1的每个部分的参数如下所述，并且检测了来自光源装置部1的发射光的光谱特性。
激发光源11(蓝色激光器)的波长：445nm
激发光的聚光直径：1mm
激发光的入射角θ：20°或更小
偏振分束器12的光谱特性：如图4所示的特性
聚光光学系统14和荧光层32之间的距离：1mm或更小
荧光构件15的转数：3000rpm
荧光层32的形成材料：YAG基荧光物质
荧光层32的厚度：50μm
荧光层32的宽度：5mm
图6示出了来自光源装置部1的发射光的光谱特性，其在上述条件下获得。另外，在图6所示的特性中，横轴表示波长，并且纵轴表示发射光的强度(任意单位)。由图6可见，在该条件下，可见接近445nm波长的光成分(蓝光成分)和波长范围为从约480至680nm的光成分，即，包括红光成分和绿光成分的光成分，包括在发射光中。由此可见，从该实施例的光源装置部1出射白光。
如上所述，可以利用固态发光装置从光源装置部1发射白光。因此，该实施例可以用于需要发射白光的光源装置的应用，例如，3LCD型投影仪。就是说，在该实施例中，能够提供可以用于各种应用的无水银的光源装置部1(照明装置)，且提供具有该光源装置部1(照明装置)的图像显示设备10。
在该实施例的光源装置部1中，不必采用水银灯，从而能够应付近来的环境问题。另外，根据该实施例，能够提供与水银灯相比耐久性较长且亮度降低也较少的光源装置部1以及图像显示设备10。另外，在该实施例中，当固态发光装置用在激发光源装置部11中时，与水银灯相比，点亮时间可以缩短。
另外，在半导体激光器用作如同该实施例的光源装置部1中的激发光源11的情况下，与诸如LED(发光二极管)的固态光源相比，可以发射亮度足够高的光，因此能够实现高亮度光源。另外，在该实施例中，与红光、绿光和蓝光的固态光源分开准备以产生白光的构造相比，利用蓝光激光器使荧光层32发光以产生白光而的构造更简单且更便宜。
[6.各种修改示例]
(1)修改示例1
在该实施例中，描述了入射在荧光构件15上的激发光和白光利用偏振分束器12分开的示例，但是本发明不限于此。例如，可以利用构造为在某些区域反射蓝光的反射镜替代偏振分束器12。其示例(修改示例1)如图7所示。
修改示例1的反射镜40(光谱光学系统)包括板状透明基板41(基底)和形成在该透明基板41的一个表面上的反射膜42(第二反射膜)。反射膜42形成的尺寸约等于激发光的光斑直径。另外，在该示例中，反射膜42设置在激发光的辐射位置，并且反射镜40以反射镜40的表面相对于激发光的入射方向倾斜约45°的方式设置在光源装置部1内。
透明基板41由例如玻璃或者诸如透明树脂的透明材料形成，并且反射膜42可以由例如图3所示的分色镜(分色膜)构造。在反射膜42由分色镜构造的情况下，通过调整每个电介质层的形成材料和电介质层的厚度以及层叠数等，能够选择性地反射蓝光而透射另一波长成分。另外，反射膜42可以由诸如铝的金属膜形成。
在采用具有图7所示构造的反射镜40的情况下，来自激发光源11的激发光从反射膜42反射，并且入射到荧光构件15。另一方面，从荧光构件15经由聚光光学系统14入射到反射镜40的复合光(白光LW)，主要通过没有形成反射膜42的区域，并且入射到光引擎部2。另外，在反射膜42设计为透射具有除了蓝光之外的波段的光的情况下，复合光(白光LW)中包括的红光成分和绿光成分也通过形成反射膜42的区域。
在该示例中，在半导体激光器用作激发光源11的情况下，从激发光源11发射的激发光的光斑直径充分地小于从聚光光学系统14发射的每个复合光(白光LW)。因此，在该示例的构造中，也可以从光源装置部1发射强度足够大的白光LW。
另外，在该示例中，在反射镜40用作光谱光学系统以将入射到荧光构件15的激发光和入射到光引擎部2的复合光分开的情况下，可以使光谱光学系统的构造较简单。在该示例的构造中，因为没必要考虑入射到反射镜40的光的偏振方向，所以也不必像该实施例那样提供四分之一波长板13。因此，在该示例中，可以使光源装置部1的构造简单，并且可以提供便宜的光源装置部1。
(2)修改示例2
在该实施例和修改示例1中，描述了光谱光学系统(偏振分束器12或反射镜40)反射从激发光源11发射的激发光并且透射从荧光构件15发射的复合光的示例。然而，本发明不限于此。
例如，光谱光学系统可以构造为透射从激发光源11发射的激发光，将其引导到荧光构件15，反射从荧光构件15发射的复合光，并且将其引导到光引擎部2。另外，在此情况下，从激发光源11入射到偏振分束器12的激发光设定为P偏振光。
(3)修改示例3
在该实施例中，描述了四分之一波长板13提供在光源装置部1中的示例，但是本发明不限于此。例如，在不需要具有高输出的白光的使用中，可以不提供四分之一波长板13。
在不提供四分之一波长板13的情况下，S偏振激发光经由偏振分束器12和聚光光学系统14直接入射到荧光层32。在此情况下，入射到荧光层32的一部分激发光在在荧光层32中散射，并且非偏振激发光成分反射到聚光光学系统14。在从荧光层32反射的激发光成分中，仅P偏振光成分透射通过偏振分束器12。另外，从反射膜31反射的激发光成分是S偏振光，该激发光成分不透射通过偏振分束器12。因此，在该示例的构造中，从光源装置部1发射包括从荧光层32反射的激发光的P偏振光成分和来自荧光层32的发射光的白光。
另外，在该示例的构造中，从光源装置部1发射的白光(复合光)中包括的激发光成分仅包括从荧光层32反射的P偏振光成分。因此，在该示例中，与该实施例相比降低了发射光的强度和激发光的利用效率。然而，在该示例的光源装置部1中，不必提供四分之一波长板13，从而其构造与该实施例相比变得相对简单。
(4)修改示例4
在实施例和修改示例1中，描述了入射到荧光构件15的激发光和从荧光构件15发射的复合光利用光谱光学系统(偏振分束器12或反射镜40)分开的示例，但是本发明不限于此。例如，在激发光相对于荧光构件15倾斜入射且从荧光构件15发射的复合光聚集在与激发光不同的光路上的情况下，上述光谱光学系统和四分之一波长板13可以不提供。在此情况下，光源装置部1的构造变得相对简单。
(5)修改示例5
在该实施例中，描述了聚光光学系统14提供在光源装置部1中的示例，但是本发明不限于此。例如，在该实施例的光源装置部1用于不需要高输出白光的用途的情况下，光源装置部1可以构造为不包括聚光光学系统14。
(6)修改示例6
在该实施例中，描述了光源装置部1(照明装置)的发射光设定为白光的示例，但是本发明不限于此。例如，作为发射光，蓝光可以用于蓝绿光(或者洋红光)必须作为激发光的应用，或者荧光层32可以由仅发射绿光(或者红光)的荧光材料形成。就是说，根据发射光的必要波长(颜色)，激发光的波长和形成荧光层32的材料的组合可以适当地被选择。在此情况下，可应用的范围会更大地拓宽。
本申请包含与2010年6月18日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP 2010-139175中公开的相关的主题，其全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

Claims (9)

1.一种光源装置，包括：
激发光源，发射具有至少在蓝光光谱中的第一波长范围的激发光；以及
荧光构件，包括：
荧光物质，当被所述激发光辐射时，该荧光物质发射具有在红光光谱和绿光光谱至少之一中的第二波长范围的光，以及
第一反射膜，提供在所述荧光物质的与所述激发光的入射侧相反的一侧，该第一反射膜至少反射具有所述第二波长范围的光。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中所述荧光构件是可旋转荧光构件。
3.根据权利要求2所述的光源装置，还包括：
驱动单元，随着时间的改变而使激发光在可旋转的所述荧光物质中的辐射位置变化。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其中所述驱动单元将可旋转的所述荧光物质移动到在可旋转的所述荧光物质的所述激发光的辐射表面中的预定方向。
5.根据权利要求3所述的光源装置，其中所述荧光构件包括基板，且其中所述基板的中心附接到所述驱动单元的旋转轴，所述基板通过固定毂固定到所述旋转轴。
6.根据权利要求1所述的光源装置，还包括：
光谱光学系统，提供在所述荧光构件的所述激发光的所述入射侧，
其中所述光谱光学系统反射从所述激发光源发射的所述激发光且透射从所述荧光构件发射的光。
7.根据权利要求6所述的光源装置，所述光谱光学系统包括：
基底，透射从所述荧光构件发射的光，以及
第二反射膜，提供在所述基底的包括所述激发光的照明位置的部分区域处，该第二反射膜反射所述激发光并且将所述激发光引导到所述荧光构件。
8.根据权利要求1所述的光源装置，还包括：
光学系统，将从所述荧光构件发射的所述光转换成平行光。
9.一种图像显示设备，包括：
光源装置部；以及
图像投射部，通过采用从所述光源装置部发射的光产生预定的图像光，并且将产生的所述图像光投射到外面，
其中所述光源装置部，包括：
激发光源，发射具有至少在蓝光光谱中的第一波长范围的激发光；以及
荧光构件，包括：
荧光物质，当被所述激发光辐射时，该荧光物质发射具有在红光光谱和绿光光谱至少之一中的第二波长范围的光且透射所述激发光的至少一部分，以及
第一反射膜，提供在所述荧光物质的与所述激发光的入射侧相反的一侧，
该荧光构件至少发射具有所述第二波长范围的光。
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