CN105683833B - 光源设备和使用所述光源设备的投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明的光源设备包括：激发光源(1a)，被配置为发出要用作激发光和投影光的颜色分量的照射光；荧光部件(5)，被布置在激发光路径(X2)中，并且被配置为当使用所述照射光照射时生成荧光，所述荧光具有与所述照射光的颜色分量不同的颜色分量；光路径合并单元，被配置为将荧光路径(X3)与投影光路径(X1)合并，使用所述照射光的照射生成的荧光通过所述荧光路径(X3)传递，所述投影光通过所述投影光路径(X1)传递；以及光路径切换盘(3)，被配置为在所述激发光路径(X2)和所述投影光路径(X1)之间切换所述照射光。

Description

光源设备和使用所述光源设备的投影仪

技术领域

本发明涉及改善光源设备和使用所述光源设备的投影仪，光源设备用于通过图像形成元件(图像形成单元)通过以时分(time-dividing)方式使用蓝色分量的光、红色分量的光和绿色分量的光(不同颜色分量的光)照射图像形成元件在屏幕上形成颜色图像。

背景技术

过去，已知一种通过图像形成元件通过以时分方式将蓝色分量的光、红色分量的光和绿色分量的光投影到图像形成元件上来在屏幕上形成颜色图像(参见例如JP2013-101317A)。

在JP2013-101317A中公开的投影仪包括被配置为发出蓝色光的激光源、被配置为通过由蓝色光激发来生成荧光的荧光部件、以及被布置为与激光源的光路径倾斜的旋转反射部件(旋转轮)。旋转反射部件具备被配置为反射光的第一区域和被配置为不反射光的第二区域。

使用该配置，即使当激光源以高能量发出激光时，使用激光照射荧光部件，同时通过旋转反射部件切换光路径，并且从而可以减少诸如荧光部件的光学成分的热量生成。

发明内容

将投影光投影在屏幕上具有这种不方便特征，即投影光的颜色是不可调节的，因为颜色由光源的光谱特性和荧光的光谱特性确定。

具体地，人眼对蓝色光具有低敏感度。出于该原因，如果蓝色激光被用作用于荧光部件的激发光，并且还被用作屏幕上的投影光，则缺点在于在屏幕上形成的原始图像看上去暗。

本发明鉴于前述情况进行，并且目的在于提供光源设备和使用所述光源设备的投影仪，光源设备能够调节颜色再现范围。

根据本发明的光源设备，包括：激发光源，被配置为发出要用作激发光和投影光的颜色分量的照射光；荧光部件，被布置在激发光路径中，并且被配置为当使用所述照射光照射时生成荧光，所述荧光具有与所述照射光的颜色分量不同的颜色分量；光路径合并单元，被配置为将荧光路径与投影光路径合并，以所述照射光的照射生成的荧光通过所述荧光路径被传递，所述照射光作为所述投影光通过所述投影光路径被传递；以及光路径切换部件，被配置为在所述激发光路径和所述投影光路径之间切换所述照射光。所述光路径切换部件包括至少第一反射透射区域和第二反射透射区域，所述第一反射透射区域具有向所述投影光路径传递照射光的一部分和向所述激发光路径传递照射光的其余部分的反射指数或透射指数，所述第二反射透射区域具有向所述激发光路径传递照射光的一部分和向所述投影光路径传递照射光的剩余部分的反射指数或透射指数，以及所述第一反射透射区域和所述第二反射透射区域的反射指数或所述第一反射透射区域和所述第二反射透射区域的透射指数彼此不同。

在本发明中，第一反射透射区域和第二反射透射区域被形成在光路径切换部件中，并且被设置为具有不同的反射指数或透射指数。因此，第一反射透射区域和第二反射透射区域从激发光源透射和反射不同光量的照射光，使得彼此不同的颜色分量的投影光和荧光可以彼此混合。因此，可以产生使能颜色再现范围的调节的效果。

附图说明

图1是图示根据本发明的实施例1的用于投影仪的光学系统中的主要组件的光学图。

图2是作为图1中图示的光路径切换部件的光路径切换盘的平面图。

图3是作为图1中图示的颜色分量切换部件的颜色分量切换盘的平面图。

图4是用于示意性解释由图1中图示的光路径切换盘、颜色分量切换盘、激光二极管和荧光部件生成的具有B、R、G和Y的颜色分量的投影光的光量和投影时段之间的关系的时序图。

图5是图1中图示的荧光部件的修改示例的解释图。

图6是根据本发明的实施例2的用于投影仪的光学系统中的主要组件的光学图。

图7是图示图6中图示的光路径切换盘(颜色分量切换盘)的示意平面图。

图8是根据本发明的实施例3的用于投影仪的光学系统中的主要组件的光学图。

图9是图示图8中图示的光路径切换盘的示意平面图。

图10是用于示意性解释由图9中图示的光路径切换盘、激光二极管、发光二极管和荧光部件生成的具有B、R和G的颜色分量的投影光的光量和投影时段之间的关系的时序图。

图11是图示根据实施例3的修改示例1的光路径切换盘的示意平面图。

图12是用于示意性解释在使用根据实施例3的修改示例1的光路径切换盘的情况下由光路径切换盘、激光二极管、发光二极管和荧光部件生成的具有B、R和G的颜色分量的投影光的光量和投影时段之间的关系的时序图。

图13是图示根据实施例3的修改示例2的用于投影仪的光学系统中的主要组件的光学图。

图14A到图14C呈现用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例1的图。图14A呈现屏幕上的颜色分量R的光谱的强度分布。图14B呈现屏幕上的颜色分量G的光谱的强度分布。图14C呈现屏幕上的颜色分量Y的光谱的强度分布。

图15是用于解释在其中使用具有465nm的波长的激光并且在屏幕上的图1中图示的光学系统的照明(lighting)效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B被设置为32％，并且对于黄色分量Y被设置为80％的条件下，并且在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有100％的反射指数，并且第二反射透射区域具有100％的透射指数时的颜色再现范围的色度(chromaticity)图。

图16是用于解释在与用于获得图15中图示的色度图的条件相同的条件下，但在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有95％的反射指数和5％的透射指数，并且第二反射透射区域具有95％的透射指数和5％的反射指数时的颜色再现范围的色度图。

图17是对于图1中图示的光学系统1的颜色再现范围的具体示例1的比较示例的颜色再现范围的解释图，并且是用于解释在与用于获得图16中图示的色度图的条件相同的条件下，但在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有90％的反射指数和10％的透射指数，并且第二反射透射区域具有90％的透射指数和10％的反射指数时的颜色再现范围的色度图。

图18是表示在其中使用具有465nm的波长的激光并且在屏幕上的图1中图示的光学系统的照明效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B被设置为32％，并且对于黄色分量Y被设置为80％的条件下，通过比较其中图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有100％的反射指数，并且第二反射透射区域具有100％的透射指数，以及图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有95％的反射指数和5％的透射指数，并且第二反射透射区域具有95％的透射指数和5％的反射指数的情况的视觉敏感度的表。

图19是用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是用于解释在其中使用具有380nm的波长的激光并且在屏幕上的图1中图示的光学系统的照明效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B被设置为32％，并且对于黄色分量Y被设置为80％的条件下，并且在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有100％的反射指数，并且第二反射透射区域具有100％的透射指数时的颜色再现范围的色度图。

图20是用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是用于解释在与用于获得图19中图示的色度图相同的条件下，在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有99.9％的反射指数和0.1％的透射指数时混合蓝色分量和绿色分量来获得的颜色再现范围的色度图。

图21是用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是用于解释在其中使用具有440nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图20中图示的色度图相同的照明效率的条件下，在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有90％的反射指数和10％的透射指数时混合蓝色分量和绿色分量来获得的颜色再现范围的色度图。

图22是用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是在其中使用具有470nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图20中图示的色度图相同的照明效率的条件下，在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有97％的反射指数和3％的透射指数时混合蓝色分量和绿色分量来获得的颜色再现范围的色度图。

图23是用于相对于激光的波长解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是在其中使用具有380nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图19和20中图示的色度图相同的照明效率的条件下，并且在假设光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有99.8％的反射指数和0.2％的透射指数时的颜色再现范围的色度图。

图24是用于相对于激光的波长的改变解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是在其中使用具有440nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图23中图示的色度图相同的照明效率的条件下，但是在假设光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有91％的反射指数和9％的透射指数时的颜色再现范围的色度图。

图25A是用于相对于激光的波长的改变解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是在其中使用具有470nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图24中图示的色度图相同的照明效率的条件下，但是在假设光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有98％的反射指数和2％的透射指数时的颜色再现范围的色度图。

图25B是用于解释具体示例3的光学系统的解释图。

图26是用于通过使用图13中图示的光学系统来解释具体示例4的图，并且是图示图13中图示的红色光的光谱的强度分布的特性图。

图27是用于使用图13中图示的光学系统来解释具体示例4的颜色再现范围的色度图。

具体实施方式

(实施例1)

图1是图示根据本发明的实施例1的包括光源设备的投影仪的光学系统的主要组件的光学图。图1中，参考标号1指示光源单元。光源单元1主要包括激光二极管(LD)1a、耦合透镜1b和聚光透镜1c。

多个激光二极管1a被提供在驱动电路板2上。激光二极管1a每一个具备一个耦合透镜1b。

来自激光二极管1a的激光通过耦合透镜1b聚集并且作为准直光被传递到聚光透镜1c。

聚光透镜1c具有聚集通过耦合透镜1b准直的激光的功能。

这里，提供其中激光二极管1a在蓝色分量的光、红色分量的光和绿色分量的光中发出蓝色分量的激光BP作为照射光的情况的描述。

然而，可以代替使用发出绿色分量的激光或红色分量的激光的激光二极管(LD)。可替换地，可以替代激光二极管(LD)使用发光二极管(LED)。

激光二极管1a被用作激发光源以激发将稍后描述的荧光部件，并且还用作光源以发出要用作将稍后描述的屏幕上的投影光的颜色分量的照射光。

光路径切换盘3被提供在从光源单元1发出的蓝色分量的激光BP行进通过的光路径上。通过例如图1中图示的作为驱动源的步进马达4驱动该光路径切换盘3以旋转。

如图2中图示的，光路径切换部件3包括在旋转方向上划分的第一反射透射区域3a和第二反射透射区域3b。参考标号r1、r2指示在第一反射透射区域3a和第二反射透射区域3b之间的边界区域，参考标号r1指示光路径切换盘3的在旋转方向Z1上的前侧边界区域，并且参考标号r2指示在旋转方向Z1上的后侧边界区域。

该光路径切换盘3被布置为与聚光透镜1c的光轴倾斜(这里在到光轴的45度处)。这里，参考标号4a指示光路径切换盘3的旋转轴。

光路径切换盘3具有作为光路径切换部件的功能，以在用于将激光BP作为激发光传递到荧光部件5的激发光路径X2以及用于将激光BP作为投影光传递的投影光路径X1之间切换光路径。顺带一提，在实施例1中，对于光路径切换部件被驱动以旋转提供描述，但是光路径切换部件可以被配置为往复运动。同样情况也适用于将稍后描述的荧光部件。

荧光部件5由旋转盘形成，并且通过作为驱动源的步进马达6被驱动以旋转。参考标号6a指示荧光部件5的旋转轴。荧光部件5使用反射盘作为旋转盘。通过接收激光BP来生成具有至少两个颜色分量的荧光的荧光材料被应用于反射盘。

荧光部件5的旋转驱动配置阻止荧光部件5的特定单个部分被激光BP长时间以集中方式照射，并且从而防止荧光部件5的荧光材料的恶化。

作为荧光材料，这里使用的是生成具有与激光BP的颜色分量(蓝色分量B)不同的剩余颜色分量的红色分量R和绿色分量G的荧光的材料，或例如是生成具有黄色分量Y的荧光的材料。

更具体地，用作荧光材料的材料生成其波长λ在580nm<λ<750nm(红色分量R)的波长带中的荧光，并且生成其波长λ在450nm<λ<600nm(绿色分量G)的波长带中的荧光(生成具有450nm到750nm的波长分布的荧光的荧光材料)。

第一反射透射区域3a具有用于将大部分照射光(激光BP)传递到投影光路径X1的反射指数，以及用于将照射光(激光BP)的其余部分传递到激发光路径X2的透射指数。

第二反射透射区域3b具有用于将大部分照射光(激光BP)传递到激发光路径X2的透射指数，以及用于将照射光(激光BP)的其余部分传递到投影光路径X1的反射指数。

例如，第一反射透射区域3a具有大约99％到97％的反射指数以及大约1％到3％的透射指数。第二反射透射区域3b具有大约99％到97％的透射指数和大约1％到3％的反射指数。

以此方式，第一反射透射区域3a的反射指数和第二反射透射区域的反射指数，或第一反射透射区域3a的透射指数和第二反射透射区域的透射指数彼此不同。

激光BP通过聚光透镜1c聚焦到大体上单个的点，并且由此形成如图2中图示的在光路径切换盘3上的聚焦点BSP。基于当聚焦点BSP位于边界区域r1上时光路径切换盘3位于旋转角θ＝0度(360度)的定义提供以下描述。

当聚焦点BSP落在第一反射透射区域3a上时，形成聚焦点BSP的大部分激光BP被传递到投影光路径X1，并且形成聚焦点BSP的激光BP的其余部分被主要传递到激发光路径X2。

投影光路径X1以以下顺序具备第一散射板15、聚光透镜16、分色镜17、聚光透镜18和光通道。颜色分量切换盘20被提供在光通道19和聚光透镜18之间。

第一散射板15起到消除激光BP的斑点图案的作用，并且还起到减少激光BP的光量不均匀性的作用，以增强光量分布的均匀性。

穿过第一散射板15的激光BP通过聚光透镜16被准直，并且被传递到分色镜17。分色镜17具有透射激光BP以及反射红色分量R的荧光和绿色分量G的荧光的功能。

激发光路径X2具备第二散射板21、聚光透镜22、分色镜23和聚光透镜24。第二散射板21被提供在相对于光路径切换盘3的第一散射板15的共轭位置处，并且具有与第一散射板15相同的功能。

穿过第二散射板21的激光BP通过聚光透镜22作为激发光被准直，并且被传递到分色镜23。分色镜23具有透射激光BP以及反射红色分量R的荧光和绿色分量G的荧光的功能。

穿过分色镜23的准直光通过聚光透镜24被聚焦，并且被施加到荧光部件5。通过接收作为激发光的激光BP，荧光部件5生成作为红色分量R的荧光和绿色分量G的荧光的混合的黄色分量Y的荧光。

黄色分量Y的荧光通过聚光透镜24被聚焦和准直，并且被传递到分色镜23。然后，荧光通过分色镜23被反射到反射镜25。

反射镜25将黄色分量Y的荧光反射到分色镜17。反射镜25和分色镜23组成荧光路径X3。分色镜17、23和反射镜25用作光路径合并单元以合并投影光路径X1和荧光路径X3。

穿过分色镜17的激光BP或由分色镜17反射的黄色分量Y的荧光通过聚光透镜18被聚焦，并且被传递到颜色分量切换盘20。

颜色分量切换盘20通过步进马达21’被驱动以旋转。顺带一提，颜色分量切换盘20还可以被配置为与光路径切换盘3类似地往复运动。

如图3中图示的，颜色分量切换盘20包括：透射蓝色分量B的激光BP和黄色分量Y的荧光的扇形形状的透射区域20B；透射红色分量R的荧光和蓝色分量B的激光BP以及禁止绿色分量G的荧光的透射的扇形形状的透射区域20R；透射绿色分量G的荧光和蓝色分量B的激光BP以及禁止红色分量R的荧光的透射的扇形形状的透射区域20G；以及透射黄色分量Y的荧光和蓝色分量B的激光BP的扇形形状的透射区域20Y。

例如，透射区域20R由透射具有450nm<λ<495nm的波长的激光BP和具有580nm<λ<750nm的波长的荧光并且反射具有其他波长的光的滤光器形成。通过改变透射区域20R的波长透射特性，可以改变红色分量R的光的颜色，并且从而可以调节颜色再现范围。

例如，透射区域20G由透射具有450nm<λ<600nm的波长的荧光并且反射具有其他波长的光的滤光器形成。通过改变透射区域20G的波长透射特性，可以改变绿色分量G的光的颜色，并且从而也可以调节颜色再现范围。

透射区域20B和20Y中的每一个可以由扇形形状的透明体或扇形形状的剪切(cutout)块形成。代替完全透明体，可以使用仅透射具有在蓝色分量B的激光BP中的特定波长的激光BP的滤光器以形成透射区域20B。使用该配置，透射区域20B可以被配置为改变蓝色分量B的激光BP的颜色。透射区域20Y可以类似地由滤光器形成，并且从而被配置为改变黄色分量Y的颜色。

图3中，参考标号r3指示透射区域20Y和透射区域20B之间的边界区域；r4，透射区域20B和透射区域20R之间的边界区域；r5，透射区域20R和透射区域20G之间的边界区域；r6，透射区域20G和透射区域20Y之间的边界区域；Z2，颜色分量切换盘20的旋转方向；以及BSP’，由聚光透镜18形成的聚焦点。这里，限定当聚焦点BSP’位于边界区域r3时，颜色分量切换盘20位于旋转角θ＝0(360度)。

颜色分量切换盘20与光路径切换盘3同步旋转，并且在光路径切换盘3的一次旋转期间旋转一次旋转，以按固定间隔切换传递到光通道19的颜色分量的光。

如图1中图示的，穿过颜色分量切换盘20中的每一个区域的光被作为颜色分量B、R、G和Y的投影光传递到用作光量不均匀性防止部件的光通道19。顺带一提，可以使用蝇眼透镜替代光通道19。

穿过光通道19的颜色分量B、R、G和Y的投影光通过聚光透镜22’被准直，并且被传递到反射镜23’。然后，投影光通过反射镜23’被反射和传递到图像形成面板(DMD)24’。图像形成面板24’由公知的图像形成单元GE控制。通过图像形成面板24’反射的颜色分量B、R、G和Y的投影光被放大，并且通过投影光学系统26被投影到屏幕S上。

图像形成面板24’具有通过经由使用由激发光激发并且具有与照射光的颜色分量不同的颜色分量的荧光照射来形成到屏幕S的投影光，并且通过经由使用激光BP作为照射光照射来形成到屏幕S的投影光，来形成屏幕S上的图像的功能。在实施例1中，当光路径切换盘3进行一次旋转时，颜色分量B、R、G和Y的投影光被投影在屏幕S上，如图4的时序图中图示。

当聚焦点BSP落在光路径切换盘3的第一反射透射区域3a上时，形成聚焦点BSP的激光BP以大约97％的光量被反射，并且以大约3％的光量被透射。因此，当旋转角θ在从边界区域r1到边界区域r2的范围内时，大部分激光BF被传递到投影光路径X1，并且激光BP的其余部分被传递到激发光路径X2。

颜色分量切换盘20的边界区域r3对应于光路径切换盘3的边界区域r1，并且颜色分量切换盘20的边界区域r4对应于光路径切换盘3的边界区域r2。

图4的(A)表示在屏幕S上的颜色分量B、R、G和Y的每一个的投影光的投影时段期间由光路径切换盘3反射并且通过光路径切换盘3透射的激光BP的比例。

具体地，反射1指示反射光与激光BP的比例是“100％”，并且反射0指示反射光与激光BP的比例是“0％”。

类似地，透射0指示透射光与激光BP的比例是“0％”，并且透射1指示透射光与激光BP的比例是“100％”。

两条实线指示在颜色分量B的投影光的投影时段中大约97％的激光BP被反射(大约3％的激光BP被透射)，并且在颜色分量R、G和Y的投影光的投影时段中大约97％的激光BP被透射(大约3％的激光BP被反射)。

图4的(B)指示在颜色分量B、R、G和Y的每一个的投影光的投影时段期间传递到颜色分量切换盘20的荧光的比例。具体地，“1”指示当全部激光BP被传递到荧光部件5时由荧光部件5生成的荧光的光量，并且“0”指示当全部激光BP被反射时生成的荧光的光量。

实线指示在颜色分量B的投影光的投影时段中大约3％的荧光被传递到颜色分量切换盘20，并且在颜色分量R、G和Y的投影光的投影时段中大约97％的荧光被传递到颜色分量切换盘20。

图4的(C)表示在屏幕S上的颜色分量B、R、G和Y的每一个的投影光的投影时段期间传递到颜色分量切换盘20的激光BP的光量的比例。具体地，“1”指示当全部激光BP被光路径切换盘3反射并且被传递到颜色分量切换盘20时获得的激光BP的光量的比例，并且“0”指示当全部激光BP通过光路径切换盘3被透射并且被传递到荧光部件5时获得的激光BP的光量的比例。

实线指示在颜色分量B的投影光的投影时段中大约97％的激光BP被传递到颜色分量切换盘20，并且在颜色分量R、G和Y的投影光的投影时段中大约3％的激光BP被传递到颜色分量切换盘20。

应注意，在荧光转换效率被假设为“1”，并且由安装在光学系统中的全部光学组件的光量损失和由于荧光的未混合的光量损失等被忽略的条件下，提供上面的解释。

当颜色分量切换盘20的旋转角θ在从边界区域r3到边界区域r4的角范围内时，其对应于从光路径切换盘3的边界区域r1到边界区域r2的旋转角θ的角范围，在大约97％的光量中的激光BP和在大约3％的光量中的黄色分量Y的荧光被传递到颜色分量切换盘20的透射区域20B。

相应地，如图4的(D)中图示的，在蓝色分量B的投影光的投影时段中，蓝色分量B的激光BP和黄色分量Y的荧光穿过透射区域20B。在图4的(D)中，Y-B透射1指示激光BP的透射和黄色分量Y的荧光。

简言之，作为以“0.03”的光量比的黄色分量Y的荧光和以“0.97”的光量比的蓝色分量B的激光BP的颜色混合光的青色光被传递到光通道19。

作为结果，以总光量比“1”的Y-B颜色光穿过颜色分量切换盘20并且被投影到屏幕S上。另一方面，以总光量比“1”的R-B颜色光和以总光量比“1”的G-B颜色光不被投影到屏幕S上。

当光路径切换盘3位于在从边界区域r2到边界区域r1的角范围内的旋转角θ时，聚焦点BSP落在第二反射透射区域3b，并且在聚焦点BSP的总光量的大约97％的光量中的激光BP作为激发光被传递到荧光部件5。作为聚焦点BSP的其余部分的在大约3％的光量中的激光BP通过第二反射透射区域3b被反射，并且被直接传递到颜色分量切换盘20。

当颜色分量切换盘20的旋转角θ在从边界区域r4到边界区域r5的角范围内时，在大约97％的光量中的黄色分量Y的荧光和在大约3％的光量中的激光BP被传递到透射区域20R。

透射区域20R透射红色分量R的光和蓝色分量B的光。因此，以总光亮比“1”的R-B颜色光穿过颜色分量切换盘20，并且被投影到屏幕S，但是每一个以总光亮比“1”的Y-B颜色光和G-B颜色光不被投影到屏幕上。

当颜色分量切换盘20的旋转角θ在从边界区域r5到边界区域r6的角范围内时，在大约97％的光量中的黄色分量Y的荧光和在大约3％的光量中的激光BP被传递到透射区域20G。

透射区域20G透射绿色分量G的光和蓝色分量B的光。因此，以总光亮比“1”的G-B颜色光穿过颜色分量切换盘20，并且被投影到屏幕S，但是每一个以总光亮比“1”的Y-B颜色光和R-B颜色光不被投影到屏幕上。

当颜色分量切换盘20的旋转角θ在从边界区域r6到边界区域r1的角范围内时，在大约97％的光量中的黄色分量Y的荧光和在大约3％的光量中的激光BP被传递到透射区域20Y。

透射区域20Y透射黄色分量Y的光和蓝色分量B的光。因此，以总光亮比“1”的Y-B颜色光穿过颜色分量切换盘20，并且被投影到屏幕S，但是每一个以总光亮比“1”的R-B颜色光和G-B颜色光不被投影到屏幕上。

根据实施例1，可以调节光的颜色，因为可以通过调节光路径切换盘3的第一反射透射区域3a和第二反射透射区域3b的反射和透射指数来调节蓝色分量B的激光BP的光量和黄色分量Y的光量之间的比例。

由于对蓝色分量B的视觉敏感度低，在没有光颜色调节的情况下，当用户观看图像时感觉投影的图像暗。然而，根据实施例1，蓝色分量B的光与黄色分量Y的荧光混合以产生更加发白的光，并且从而改善视觉敏感度。简言之，更亮的光被投影到屏幕S上。

在实施例1中，因为激光二极管(LD)1a的使用，可以使用具有单一波长的照射光。这使得更容易进行用于实现颜色调节和改善视觉敏感度的设计。

在使用发光二极管(LED)替代激光二极管(LD)1a的情况下，使用具有预定光谱的蓝色分量的照射光。

在该情况下，颜色分量切换盘20的透射区域20B可以由具有分色膜的透明体形成，并且可以通过将具有特定波长带的光从穿过透明体的光切除来调节光的颜色。

然而，使用该配置，发生光量损失，并且降低屏幕S上的投影光的亮度。

在实施例1中，蓝色分量B的激光BP和黄色分量Y的荧光通过颜色分量切换盘20的透射区域20B被颜色混合。代替地，透射区域20B可以由具有透射蓝色分量B的光和绿色分量G的光的分色膜的透明体(滤光器)形成，并且可以通过将蓝色分量B的光和绿色分量G的光进行颜色混合来调节颜色。

可替换地，可以通过将蓝色分量B的光和红色分量R的光进行颜色混合来调节颜色。

(修改示例)

如图5中图示的，荧光部件5可以具备用于黄色分量Y的扇形形状荧光区域5Y和用于绿色分量G的扇形形状荧光区域5G，并且可以被配置为使得在当产生绿色分量G的投影光时的时段期间使用激光BP照射扇形形状荧光区域5G。

图5中，参考标号r5’和r6’指示荧光区域5Y和荧光区域5G之间的边界区域。从荧光区域5Y的边界区域r6’到边界区域r5’的旋转角θ的角范围对应于从颜色分量切换盘20的边界区域r6到边界区域r5的旋转角θ的角范围。与光路径切换盘3和颜色分量切换盘20同步旋转荧光部件5。

在该情况下，由于仅绿色分量G的荧光被传递到颜色分量切换盘20的透射区域20G，不必要从黄色分量Y的荧光提取绿色分量G的荧光。因此，与其中仅使用黄色分量Y的荧光的情况相比，可以改善荧光利用效率。

此外，在该情况下，如果透射区域20G被配置为从绿色分量G的荧光的波长切除在特定波长带中的光，则可以调节色度。例如，如果切除具有长波长的光，则可以改善绿色分量G的光的纯度。

代替地，荧光部件5可以具备用于黄色分量Y的荧光区域5Y和用于红色分量R的荧光区域(未图示)，并且可以被配置为使得在当产生红色分量R的投影光时的时段期间使用激光BP照射由于红色分量R的荧光区域(未图示)。

在该情况下，由于仅红色分量R的荧光被传递到颜色分量切换盘20的透射区域20R，可以改善荧光利用效率。类似地，如果透射区域20R被配置为从红色分量R的荧光的波长切除在特定波长带中的光，则可以改善红色分量R的光的纯度。

(实施例2)

图6是图示根据本发明的实施例2的包括光源设备的投影仪的光学系统的主要组件的光学图。

在实施例2中，光路径切换盘3和颜色分量切换盘20被统一。

如在实施例1中，光源单元1主要包括激光二极管(LD)1a、耦合透镜1b和聚光透镜1c。来自激光二极管1a的激光通过耦合透镜1b被聚集，并且作为准直光被传递到聚光透镜1c。

如在实施例1中，激光二极管1a发出蓝色分量B的激光BP作为照射光。

激光二极管1a被用作激发光源以激发荧光部件5，并且还用作光源以生成要被用作屏幕S上的投影光的颜色分量的照射光。如在实施例1中，荧光部件5具备荧光材料以通过接收激光BP来生成具有至少两个颜色分量的荧光。

光路径切换盘3(颜色分量切换盘20)包括如图7中图示的在旋转方向上被划分的第一反射透射区域3a和第二反射透射区域3b。

这里，第一反射透射区域3a具有透射大约97％的激光BP和反射大约3％的激光BP的透射指数或反射指数。

穿过第一反射透射区域3a的激光BP通过聚光透镜16被准直，通过反射镜25’和25”被反射到分色镜17，通过聚光透镜18被聚集，并且随后被传递到光通道19。在实施例2中，散射板15被布置在反射镜25’和反射镜25”之间。光通道19和光学系统中的以下组件具有与实施例1中相同的配置。

第二反射透射区域3b具有反射大约97％的激光BP和透射大约3％的激光BP的透射指数或反射指数。

第二反射透射区域3b被划分为三个区域，其是透射红色分量R的荧光的扇形形状反射透射区域3bR、透射绿色分量G的荧光的扇形形状反射透射区域3bG、以及透射黄色分量Y(红色分量R的荧光和绿色分量G的荧光)的荧光的扇形形状反射透射区域3bY。

因此，在实施例2中，光路径切换盘3(颜色分量切换盘20)以90度被划分为4个反射透射区域。

当使用激光BP照射第二反射透射区域3b时，在大约97％的光量中的激光BP被反射到聚光透镜22，并且通过聚光透镜22被准直。准直光在激发光路径X2中通过散射板21被传递到聚光透镜24，通过聚光透镜24被聚集，并且随后被施加到荧光部件5。

从施加到荧光部件5的激光BP生成黄色分量Y的荧光，并且该荧光再次穿过激发光路径X2并且被传递到光路径切换盘3的第二反射透射区域3b。

当使用黄色分量Y的荧光照射扇形形状透射区域3bR时，透射区域3bR切除绿色分量G的荧光，同时仅将红色分量R的荧光透射到聚光透镜24”。聚光透镜24”对红色分量R的荧光进行聚集和准直，并且将准直荧光传递到分色镜17。分色镜17具有透射红色分量R的荧光和绿色分量G的荧光以及反射蓝色分量B的激光BP的特性。

当使用黄色分量Y的荧光照射扇形形状透射区域3bG时，透射区域3bG切除红色分量R的荧光，同时仅将绿色分量G的荧光透射到聚光透镜24”。聚光透镜24”对绿色分量G的荧光进行聚集和准直，并且将准直荧光传递到分色镜17。

当使用黄色分量Y的荧光照射扇形形状透射区域3bY时，透射区域3bY将红色分量R的荧光和绿色分量G的荧光透射到聚光透镜24”。聚光透镜24”对红色分量R的荧光和绿色分量G的荧光进行聚集和准直，并且将准直荧光传递到分色镜17。

在实施例2中，光路径切换盘3和分色镜17之间的光路径用作用于将荧光传递到光通道19的荧光路径X3。

光路径切换盘3(颜色分量切换盘20)具有作为光路径切换部件的功能，以在用于将激光BP作为激发光传递到荧光部件5的激发光路径X2以及用于将激光BP作为颜色分量B的投影光传递的投影光路径X1之间切换光路径，并且还具有将通过荧光部件5生成的荧光传递到分色镜17的功能。在实施例2中，分色镜17用作光路径合并单元，以合并荧光路径X3和投影光路径X1。

在实施例2中，光路径切换盘3和颜色分量切换盘20被统一。因此，可以减少旋转盘的数量。这使得能够简化光源设备的配置和降低成本。

此外，如果如在实施例1中分开形成光路径切换盘3和颜色分量切换盘20，则需要控制盘3和20以同步旋转。然而，在实施例2中，由于光路径切换盘3和颜色分量切换盘20被统一，不再需要用于它们的同步控制。因此，可以简化旋转控制。

例如，如图5中图示的，如果荧光部件5被形成为被划分为生成黄色分量Y的荧光的荧光区域5Y和生成绿色分量G的荧光的荧光区域5G，实施例1需要三个盘的同步旋转控制，即如上所述的光路径切换盘3、颜色分量切换盘20和荧光部件5。然而，实施例2仅需要用于仅两个盘的同步控制，即荧光部件5和光路径切换盘3(颜色分量切换盘20)。因此，可以简化旋转控制。

此外，在实施例2中，可以混合蓝色分量B的激光BP和荧光的颜色，并且因此可以如实施例1中地实现颜色调节、更亮的颜色投影光和色度调节。

顺带一提，在实施例2中，通过反射激发光BP来形成激发光路径X2，并且通过透射激光BP来形成投影光路径X1。然而，可以通过反射激光BP来形成投影光路径X1，并且可以通过透射激光BP来形成激发光路径X2。

(实施例3)

使用与实施例1中的参考标号相同的参考标号指示的、与实施例1中的组件相同的组件来描述实施例3。应理解，颜色分量切换盘20并未被提供在实施例3中。

光源单元1主要包括如图8中图示的激光二极管(LD)1a、耦合透镜1b和聚光透镜1c。

来自激光二极管1a的激光通过耦合透镜1b被聚集，并且作为准值光被传递到聚光透镜1c。

如在实施例1中，激光1a发出蓝色分量B的激光BP作为照射光。

激光二极管1a用作激发荧光部件5的激发光源，并且还用作发出如在实施例1中要被用作屏幕S上的投影光的颜色分量的照射光的光源。通过接收激光BP生成绿色分量G的荧光的荧光材料被应用于荧光部件5。

光路径切换盘3包括如图9中图示的在旋转方向上划分的第一反射透射区域3a和第二反射透射区域3b。这里，第一反射透射区域3a具有反射大约97％的激光BP并且透射大约3％的激光BP的透射指数或反射指数。从参考标号r2到参考标号r2’的旋转角θ的角范围是要使用将稍后描述的照射光RP来照射的范围。

由第一反射透射区域3a反射的激光BP通过聚光透镜16被准直，并且被传递到分色镜17。这里，分色镜17具有透射蓝色分量B的激光BP和反射绿色分量G的荧光的特性。

穿过分色镜17的蓝色分量B的激光BP和由分色镜17反射的绿色分量G的荧光被传递到分色镜17’。该分色镜17’具有反射红色分量R的照射光RP以及透射蓝色分量B的激光BP和绿色分量G的荧光的特性。

这里，通过LED 30发出红色分量R的照射光RP作为照射光源。LED 30的照射光路径X4具备聚光透镜31。该聚光透镜31聚集和准直来自LED 30的照射光RP。该准直光被传递到分色镜17’。

通过分色镜17’反射的照射光RP以及穿过分色镜17’的蓝色分量B的激光BP和绿色分量G的荧光作为投影光被传递到聚光透镜18。

聚光透镜18将这些颜色分量R、G和B的投影光传递到光通道19。光通道19和光学系统中的以下组件具有与实施例1中相同的配置。

第二反射透射区域3b具有透射大约97％的激光BP和反射大约3％的激光BP的透射指数或反射指数。

当使用激光BP照射第二反射透射区域3b时，在大约97％的光量中的激光BP被透射到聚光透镜22，并且通过聚光透镜22被准直。准直光通过散射板21被传递到聚光透镜24，通过聚光透镜24被聚集，并且随后被施加到荧光部件5。

从施加到荧光部件5的激光BP生成绿色分量G的荧光。

绿色分量G的荧光通过聚光透镜24被聚集和准直，被传递到分色镜23，并且随后通过分色镜23被反射到反射镜25。

反射镜25将绿色分量G的荧光反射到分色镜17。反射镜25和分色镜23组成荧光路径X3。分色镜17和23以及反射镜25用作将投影光路径X1和荧光路径X3合并的光路径合并单元。

在实施例3中，如图9中图示的，第一反射透射区域3a被设置在从蓝色分量B的投影光的投影开始到红色分量R的投影光的投影结束的旋转角θ的角范围内。

同时，第二反射透射区域3b被设置在从红色分量R的投影光的投影结束到蓝色分量B的投影光的投影开始的旋转角θ的角范围内。

在实施例3中，在当产生蓝色分量B的投影光和绿色分量G的投影光时的时段期间，如图10中图示的，接通激光二极管(LD)，并且断开LED。

另一方面，在产生红色分量R的投影光时的时段期间，接通LED 30并且断开激光二极管(LD)。

在当产生蓝色分量B的投影光时的时段期间，在大约97％的光量中的激光BP通过投影光路径X1被传递到光通道19，并且在大约3％的光量中的绿色分量G的荧光通过荧光路径X3被传递到光通道19。因此，蓝色分量B的投影光与绿色分量G的投影光颜色混合，并且从而可以调节蓝色分量B的颜色。

在当产生绿色分量G的投影光时的时段期间，在大约97％的光量中的绿色分量G的荧光被传递到光通道19，并且在大约3％的光量中的蓝色分量B的光被传递到光通道19。因此，可以调节绿色分量G的颜色。

实施例3使用激光二极管1a来发出蓝色分量B的激光BP和LED(发光二极管)30来发出红色分量R的照射光RP。在当投影红色分量R的投影光时的时段期间，断开激光二极管1a。因此，可以减少激光二极管1a的热量生成和发光时段。这使能激光二极管1a的寿命的延长，并且相应地使能投影仪的寿命的延长。

这里，在当产生红色分量R的投影光时的时段期间，因为断开激光二极管1a，并未执行颜色调节。

顺带一提，在当产生蓝色分量B的投影光时的时段期间，并且在当产生绿色分量G的投影光时的时段期间，可以接通LED以发光，并且可以通过按需控制由LED 30发出的光量来执行颜色调节。

(修改示例1)

在修改示例1中，如图11中图示的，第一反射透射区域3a被设置在从蓝色分量B的投影光的投影开始到红色分量R的投影光的投影开始的旋转角θ的角范围内。

同时，第二反射透射区域3b被设置在从绿色分量G的投影光的投影开始到蓝色分量B的投影光的投影开始的旋转角θ的角范围内。

此外，第三反射透射区域3c被设置在从红色分量R的投影光的投影开始到绿色分量B的投影光的投影开始的旋转角θ的角范围内。该第三反射透射区域3c具有大约3％的透射指数和反射指数。换句话说，在修改示例1中，除了第一反射透射区域3a和第二反射透射区域3b之外，光路径切换盘3包括具有透射第一反射透射区域3a中的激光的其余部分的透射指数并且具有反射第二反射透射区域3b中的激光的其余部分的反射指数的第三投射反射区域3c。

顺带一提，第三反射透射区域3c的反射指数和透射指数不限于在修改示例1中呈现的反射指数和透射指数，但是第三反射透射区域3c仅必须被配置为透射和反射激光BP的部分。

在如图12中图示的光路径切换盘3的整个旋转期间，激光二极管(LD)1a保持接通。

在当由LED 30产生红色分量R的投影光时的时段期间，接通LED 30，并且在当产生蓝色分量B的投影光和绿色分量G的投影光时的时段期间，断开LED 30。

根据修改示例1，即使在当产生红色分量R的投影光时的时段期间，可以通过与蓝色分量B的投影光和绿色分量G的投影光的颜色混合来调节红色分量R的投影光的颜色。因此，可以提供能够进行上面的颜色调节并且从而能够形成明亮的图像的投影仪。

(修改示例2)

如图13中图示的，可以紧接在光通道19之前提供颜色分量切换盘20。颜色分量切换盘20通过被用于调节来自激光二极管1a的激光BP的波长透射特性、LED 30的波长透射特性和绿色分量G的荧光的波长透射特性来使能进一步的颜色调节。

此外，如在实施例1中，生成具有两个颜色分量的荧光的荧光材料，例如生成黄色分量Y的荧光的荧光材料，可以用作用于荧光部件5的荧光材料。在该情况下，分色镜17和23可以每一个由被配置为反射黄色分量Y的荧光并透射蓝色分量B的激光BP的分色镜形成，并且分色镜17’可以由具有透射黄色分量Y的荧光和蓝色分量B的激光BP的特性的分色镜形成。

此外，荧光部件5可以具备生成黄色分量Y的荧光的荧光区域和生成作为两个颜色分量中的一个的绿色分量G的荧光的荧光区域。

虽然上述实施例3使用LED作为LED 30以发出红色分量R的照射光RP，但是可以使用另一类型的LED。例如，发出绿色分量G的照射光的光源可以用作LED 30，并且荧光部件5可以具备生成红色分量R的荧光的材料。

可替换地，可以使用激光二极管(LD)替代LED 30。

在上文中已经描述了实施例1到3。在该方面，如果光路径切换盘3的第一反射透射区域3a由不具有防反射膜(AR涂层)的玻璃板造成，则可以以低成本制造光路径切换盘3。

这是因为不具有防反射膜(AR涂层)的玻璃板通常具有大约6％的反射指数和大约94％的透射指数，并且第一反射透射区域3a可以在不需要向光路径切换盘3施加特殊处理的情况下形成。

(颜色再现范围的特殊示例1)

在下文中，通过使用实施例1中图示的投影仪的光学系统描述颜色再现范围的特殊示例1(参见图1)。这里，激光BP的波长λ是465nm。

图1中的光学系统的照明效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B被设置为32％，并且对于黄色分量Y被设置为80％。

颜色分量R、G、B和Y中的每一个的照明效率这里被定义为投影在屏幕S上的颜色分量的光量与从光源单元1发出的光量之比，其中从光源单元1发出的光量是100。

如上所述，在光路径切换盘3中，第一反射透射区域3a的旋转角θ的角范围是90度，并且第二反射透射区域3b的旋转角θ的角范围是270度。

在颜色分量切换盘20中，如上所述，透射区域20Y、20B、20R和20G中的每一个的旋转角θ的角范围是90度。

屏幕S上的颜色分量R、G和Y的光谱SP的强度分布被分别呈现在图14A、14B和14C中。

呈现在图14A、14B和14C中的光谱SP的强度分布表示经由通过透射区域20Y、20B、20R和20G的提取而获得的光谱SP的强度分布。

在颜色分量切换盘20中，透射区域20B透射颜色分量B的光和颜色分量Y的光。类似地，透射区域20Y还透射颜色分量B的光和颜色分量Y的光。

这里，假设光路径切换盘3被配置为使得第一反射透射区域3a具有100％的反射指数，或换句话说完全由反射区域形成，并且第二反射透射区域3b具有100％的透射指数，或换句话说完全由透射区域形成。

在上面的情况下获得的颜色再现范围如图15中所呈现的。图15呈现根据由作为国际标准组织的国际电工委员会指定的标准的色度图，以及当光路径切换盘3包括具有100％的反射指数并且第二反射透射区域3b具有100％的透射指数时获得的色度图。

图15中，虚线表示由国际标准指定的sRGB色域C1，并且实线表示当第一反射透射区域3a的反射指数是100％并且第二反射透射区域3b的透射指数是100％时获得的色域C2。

图15呈现在没有通过颜色混合进行颜色调节的情况下获得的色域。色域C2的从红色到绿色的边界C21偏离于sRGB色域C1的相应边界C11。

为了消除这种偏离，通过改变如这里在具体示例1中呈现的光路径切换盘3中的第一反射透射区域3a的反射指数R和透射指数T以及第二反射透射区域3b的反射指数R和透射指数T来调节颜色。

例如，第一反射透射区域3a被设置为具有95％的反射指数R和5％的透射指数T，并且第二反射透射区域3b被设置为具有95％的透射指数T和5％的反射指数R。

使用这些设置，获得如图16中呈现的颜色再现范围。更具体地，颜色分量B的光部分透射通过第一反射透射区域3a并且通过第二反射透射区域3b被部分反射。作为结果，颜色分量B的投影光与颜色分量Y的光颜色混合。

此外，颜色分量R、G和Y中的每一个的投影光与颜色分量B的投影光颜色混合。以该方式，在具体示例1中的色域C2可以近似于如图16中图示的国际标准sTGB色域C1。

图16呈现色域C2的边界C21和色域C1的边界C11大致彼此相等。

在具体示例1中，第一反射透射区域3a具有95％的反射指数R和5％的透射指数T，并且第二反射透射区域3b具有95％的透射指数T和5％的反射指数R。

虽然第一反射透射区域3a的透射指数T和第二反射透射区域3b的反射指数R两者在具体示例1中是5％，但是这些指数不限于这种百分比。仅在第一反射透射区域3a的透射指数T和第二反射透射区域3b的反射指数R被设置为大于0％时，颜色调节是可能的。

代替地，第二反射透射区域3b的反射指数R可以被设置为0％<R<5％，并且第一反射透射区域3a的透射指数T可以被设置为0％。使用这些设置，虽然并未调节蓝色分量B的投影光的颜色，但是颜色分量R、G和Y的投影光(照射光)的颜色可以通过与蓝色分量B的投影光的颜色混合来调节。

(用于具体示例1的比较示例)

图17呈现图16中呈现的具体示例1中的颜色再现范围的比较示例。图17呈现用于解释当第一反射透射区域3a具有90％的反射指数R和10％的透射指数T，并且第二反射透射区域3b具有90％的透射指数T和10％的反射指数R时获得的颜色再现范围的色度图。

如从图17中清楚的，当第一反射透射区域3a的透射指数T和第二反射透射区域3b中的反射指数R被设置为过高时，比较示例中的色域C2变得比sRGB色域C1窄得多。

相应地，为了使得颜色再现范围近似国际标准，希望的是将第一反射透射区域3a的透射指数T设置为0％<T≤5％，并且将第二反射透射区域3b的反射指数R设置为0％<R≤5％。

图18是呈现通过其中第一反射透射区域3a的反射指数R是100％(也就是说，第一反射透射区域3a完全由反射区域形成)并且第二反射透射区域3b的透射指数T是100％(也就是说，第二反射透射区域3b完全由透射区域形成)的光路径切换盘3实现的视觉敏感度lm/W与通过其中第一反射透射区域3a的透射指数T是5％并且第二反射透射区域3b的反射指数R是5％的光路径切换盘3实现的视觉敏感度lm/W之间的比较的表格。

这里，lm表示流明(光通量)，W表示辐射通量(每单位时间发出的能量)，并且可以根据lm＝683×W×Y三色值来计算流明lm。

根据具体示例1，颜色混合导致颜色调节的实现和对于蓝色分量B的视觉敏感度中的改善。

对于蓝色分量B的视觉敏感度lm/W在图16中呈现的示例中是96，并且在图15中呈现的示例中是50。因此，图16中的视觉敏感度lm/W比图15中的视觉敏感度lm/W改善了1.92倍(lm/W＝96/50＝1.92)。

(颜色再现范围的具体示例2)

在具体示例1中，发出具有465nm的波长的激光BP的激光二极管被用作发出蓝色分量B的光的激光二极管1a。然而，代替地，激光二极管1a的激光BP的波长λ可以在440nm到470nm的波长带内。

激光二极管1a的波长λ的适当选择使得能够通过将蓝色分量B的光颜色混合到其他颜色分量R、G和Y的照明光中来使色域C2更近似色域C1。

下面通过使用图1中图示的光学系统描述了这样做的原因。

图1中图示的光学系统的照明效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B的光被设置为32％，并且对于黄色分量Y的光被设置为80％，如上所述。

此外，如图2中图示的，在光路径切换盘3中，第一反射透射区域3a的角范围是90度，并且第二反射透射区域3b的角范围是270度。如图3中图示的，在颜色分量切换盘20中，透射区域20B、20R、20G和20Y的角范围中的每一个是90度。

然后，屏幕上的颜色分量R、G和Y的光谱SP的强度分布被设置为如图14A、14B和14C中图示的，并且光路径切换盘3中的第二反射透射区域3b的透射指数T被设置为100％。

在具体示例2中，对于其中蓝色分量B的照明光与绿色分量G的照明光颜色混合的情况提供描述。

更具体地，光学系统被配置为当将蓝色分量B的照明光投影到屏幕S上时，将蓝色分量B的光的一部分通过第一反射透射区域3a透射到荧光部件5，并且将由荧光部件5生成的黄色分量Y的荧光传递到颜色分量切换盘20。

此外，颜色分量切换盘20的透射区域20B具备透射蓝色分量B的照明光和具有图14B中呈现的光谱SP的强度分布的绿色分量G的照明光的光学特性作为透射特性，并且从而被配置为执行蓝色分量B的照明光与绿色分量G的照明光的颜色混合。

图19呈现当光路径切换盘3中的第一反射透射区域3a的反射指数R是100％，并且激光二极管1a的激光BP的波长λ是380nm时获得的颜色再现范围。当激光BP的波长λ被设置为380nm时，色域C2与色域C1的偏离在如图19中图示的蓝色到紫色区域周围为大。

这里，如果蓝色分量B的照明光与绿色分量G的照明光颜色混合，则色域C2中的蓝色分量B的色度在箭头方向上改变。因此，即使当使用具有波长λ380nm的激光BP时，在蓝色侧上的色域C2的边界C22可以近似色域C1的边界C12。

在上面的情况下，例如，如果光路径切换盘3的第一反射透射区域3a具有99.9％的反射指数R和0.1％的透射指数T，则在蓝色侧上的色域C2的边界C22近似在蓝色侧上的色域C1的边界C12。

然后，如果激光二极管1a的激光BP的波长λ是440nm，并且在光路径切换盘3中的第一反射透射区域3a具有90％的反射指数R和10％的透射指数T，则获得图21中呈现的颜色再现范围。

当激光BP的波长λ是440nm时，连接在没有通过光路径切换盘3颜色混合的纯色的蓝色分量B和纯色的绿色分量G的线变得靠近sRGB色域C1的对应边界。因此，在蓝色侧上的色域C2可以更近似具有颜色混合的sRGB色域C1。

更具体地，可以使得实际上再现的色度更靠近sRGB色度。在图21中，色域C2中的纯蓝色位于色域C1中的纯蓝色附近并且在其右侧。

相反，当激光BP的波长λ是470nm，并且光路径切换盘3的第一反射透射区域3a具有97％的反射指数R和3％的透射指数T时，获得图22中呈现的颜色再现范围。在图22中，色域C2中的纯蓝色位于色域C1中的纯蓝色的左侧。

这里，纯蓝色意味着没有颜色混合的颜色。

相应地，如果激光BP的波长λ是440nm<λ<470nm，绿色分量G的照明光与蓝色分量B的照明光的颜色混合使得色域近似于在蓝色侧上的国际标准的色域。

然后，对于关于激光BP的波长λ的颜色再现范围中的改变提供描述。

当激光BP的波长λ是380nm并且在光路径切换盘3中的第一反射透射区域3a具有99.8％的反射指数R和0.2％的透射指数T时，图20中呈现的颜色再现范围被改变为图23中呈现的颜色再现范围。

根据该情况，可以理解的是0.1％的反射指数的改变使得大大改变蓝色分量B的色度。

相反，当激光BP的波长λ是440nm并且在光路径切换盘3中的第一反射透射区域3a具有91％的反射指数R和9％的透射指数T时，图21中呈现的颜色再现范围被改变为图24中呈现的颜色再现范围。

如从图21和图24之间的比较清楚的，可以理解具有440nm的波长λ的激光BP使得即使光路径切换盘3的第一反射透射区域3a的反射指数R改变1％，蓝色分量B的色度也难以改变。

然后，当激光BP的波长λ是470nm并且在光路径切换盘3中的第一反射透射区域3a具有98％的反射指数R和2％的透射指数T时，图22中呈现的颜色再现范围被改变为图25A中呈现的颜色再现范围。

此外，在该情况下，如从图22和图25A之间的比较清楚的，可以理解具有470nm的波长λ的激光BP使得即使光路径切换盘3的第一反射透射区域3a的反射指数R改变1％，蓝色分量B的色度也难以改变。

总之，当激光BP的波长λ被设置为440nm<λ<470nm时，可以执行颜色调节，使得颜色再现范围可以近似于国际标准。此外，由于相对于在光路径切换盘3中的第一反射透射区域3a的反射指数R和透射指数T的改变，色度仅小程度的改变(相对于反射指数R和透射指数T的改变，色度改变的敏感度低)，即使对于反射指数R和透射指数T设置相当大的容限(tolerance)，也可以抑制色度变化。

对于其中蓝色分量B与绿色分量G颜色混合情况已经描述了具体示例2，但是蓝色分量B可以与另一颜色分量颜色混合。

此外，在该情况下，可以在连接纯色的蓝色分量B和由颜色分量切换盘20从黄色分量Y提取作为荧光分量的纯色的颜色分量的线上调节蓝色分量B的色度。

(具体示例3)

这里对于其中仅蓝色分量B被颜色混合以改善视觉敏感度，同时对于如图18中呈现的其视觉敏感度(lm/W)在颜色混合的情况下降低的红色分量R、绿色分量G和黄色分量Y不执行颜色混合的情况描述具体示例3。

通过参考图25B描述了在具体示例3中使用的光学系统的示例。

在图25B中图示的光学系统中，与图1中的光学组件相同的光学组件由相同参考标号指示，并且如非必要，省略其细节描述。

在具体示例3中，如在实施例1中，光路径切换盘3包括第一反射透射区域3a和第二反射透射区域3b。

例如，第一反射透射区域3a由具有5％的反射指数R和95％的透射指数T的透明体形成，并且第二反射透射区域3b由具有大约100％的反射指数R的防透射装置(例如，金属盘)形成。

第一反射透射区域3a的旋转角θ的角范围是90度，并且第二反射透射区域3b的旋转角θ的角范围是270度。具有透射蓝色分量B的激光BP并且反射绿色分量G的荧光和红色分量R的荧光的光学特性的分色镜23被布置在聚光透镜22和聚光透镜24之间。

分色镜17’具有反射由聚光透镜16准直的全部激光BP，并且透射由全反射镜25反射的红色分量R的荧光和绿色分量G的荧光的光学特性，并且用作光路径合并单元。

全反射镜25被布置在分色镜23和分色镜17’之间的光路径中。此外，如在实施例1中，使用如图3中图示地配置的盘用作颜色分量切换盘20。

图25B中图示的光学系统的激光BP的波长λ是465nm。红色分量R、绿色分量G和黄色分量Y分别具有图14A到图14C中图示的光谱SP。

图25B中图示的光学系统的照明效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B的光被设置为32％，并且对于黄色分量Y的光被设置为80％。

根据具体示例3，第二反射透射区域3b被配置为不从其透射来自光源单元1的蓝色分量B的光到光路径X1，并且从而防止红色分量R、绿色分量G和黄色分量Y的照明光与蓝色分量B颜色混合。以该方式，可以降低这些分量R、G和Y的光的视觉敏感度。

顺带一提，第二反射透射区域3b可以被涂有反射涂层，以便改善红色分量R的照明光、绿色分量G的照明光和黄色分量Y的照明光的照明效率。

在具体示例3中，第二反射透射区域3b由金属盘制成。代替地，第二反射透射区域3b可以以以下方式形成：由作为透射部件的玻璃盘制成光路径切换盘3；在玻璃盘的表面上靠近激光二极管1a的一侧上形成多层绝缘体；以及将黑色涂层施加到玻璃盘的后表面。

根据具体示例3，蓝色分量B的照明光与黄色分量Y的光颜色混合，以改善蓝色分量B的照明光的视觉敏感度lm/W，同时红色分量R的照明光、绿色分量G的照明光和黄色分量Y的照明光不经受颜色混合，以防止降低这些颜色分量R、G和Y的视觉敏感度lm/W。

(具体示例4)

具体示例4使用图13中图示的光学系统。图13中图示的光学系统的照明效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B的光被设置为32％，并且对于黄色分量Y的光被设置为80％。

第一反射透射区域3a的角范围是90度，并且第二反射透射区域3b的角范围是270度。

在颜色分量切换盘20中，透射区域20B、20R、20G和20Y中的每一个的角范围是90度(参见图3)。

在具体示例4中，发出红色光的LED被用作光源30。例如，如图26中图示的，该光源30的光谱SP的强度分布具有在680nm的波长λ周围的峰值。

在当投影红色分量R的照明光时的时段期间，断开激光二极管1a。

使用该配置，来自光源30的红色分量R的光并不与其他颜色分量B、G和Y的光颜色混合，并且因此如图27中图示的，可以获得宽颜色再现范围。

虽然在具体示例4中投影红色分量R的照明光时的时段期间断开激光二极管1a，但是可以以以下方式调节红色分量R的光的颜色。具体地，图3中图示的颜色分量切换盘20的透射区域20R在其衍射特性中被调节以透射绿色分量G的光和蓝色分量B的光，并且光路径切换盘3和颜色分量切换盘20被控制以彼此同步旋转，使得红色分量R的光通过与黄色分量Y的光或蓝色分量B的光颜色混合来被颜色调节。

此外，对于其中光源30发出红色分量R的光情况已经描述了具体示例4，但是发出绿色分量G的光的光源可以用作光源30。

(参考标号列表)

1a 激光二极管(激发光源)

3 光路径切换盘(光路径切换部件)

3a 第一反射透射区域

3b 第二反射透射区域

5 荧光部件

X1 投影光路径

X2 激发光路径

X3 荧光路径

(相关申请的交叉引用)

本申请基于并且要求以下申请中的每一个的优先权：2013年11月1日提交的日本专利申请号2013-228666以及2014年9月5日提交的日本专利申请公开号2014-180924，其公开由此通过引用整体合并于此。

Claims (16)

1.一种光源设备，包括：

激发光源，被配置为发出要用作激发光和投影光的颜色分量的照射光；

荧光部件，被布置在激发光路径中，并且被配置为当使用所述照射光照射时生成荧光，所述荧光具有与所述照射光的颜色分量不同的颜色分量；

光路径合并单元，被配置为将荧光路径与投影光路径合并，以所述照射光的照射生成的荧光通过所述荧光路径被传递，所述照射光通过所述投影光路径作为所述投影光被传递；以及

光路径切换部件，被配置为在所述激发光路径和所述投影光路径之间切换所述照射光，

其中所述光路径切换部件包括第一反射透射区域，其反射所述照射光的一部分并且透射所述照射光的另一部分，同时将所反射和所透射的光引导到所述激发光路径和所述投影光路径两者，并且被配置为混合所述荧光和所述投影光，

其中所述光路径切换部件还包括第二反射透射区域，其使用不同于所述预定反射指数的反射指数反射所述照射光的一部分，并且透射所述照射光的另一部分，同时将所反射的和所透射的光引导到所述激发光路径和所述投影光路径两者，并且被配置为混合所述荧光和所述投影光，

其中，所述光源设备能够投影蓝色分量的投影光、红色分量的投影光、绿色分量的投影光和黄色分量的投影光，其具有以下配置，其中

所述激发光源是发出所述蓝色分量的激光的光源，

所述荧光部件涂覆有包含所述绿色分量的荧光和所述红色分量的荧光的所述黄色分量的荧光材料，

所述光路径切换部件的第一反射透射区域将所述蓝色分量的照射光的一部分传递到所述投影光路径，并且将所述照射光的其余部分传递到所述激发光路径，以及

所述光路径切换部件的第二反射透射区域将所述蓝色分量的照射光的一部分传递到所述激发光路径，并且将所述照射光的其余部分传递到所述投影光路径。

2.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述第一反射透射区域具有预定反射指数，以及

所述第二反射投射区域使用高于所述预定反射指数的反射指数反射所述照射光的一部分。

3.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述光路径切换部件还包括在没有透射的情况下反射所述照射光的反射区域。

4.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述光路径切换部件由光路径切换盘形成，以及

所述荧光部件由旋转盘形成。

5.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述荧光部件具备从所述激发光生成具有至少两个颜色分量的荧光的荧光材料。

6.如权利要求5所述的光源设备，

其中，所述激发光的颜色分量是红色分量、绿色分量和蓝色分量中的任何一个，以及

用于所述荧光部件的两个颜色分量是所述红色分量、所述绿色分量和所述蓝色分量中除了所述照射光的颜色分量之外的任何剩余两个。

7.如权利要求5所述的光源设备，还包括颜色分量切换部件，被配置为将荧光传递到图像形成单元，同时以固定间隔从一个颜色分量向另一个颜色分量切换具有所述两个颜色分量中的一个的荧光、具有所述两个颜色分量中的另一个的荧光以及具有所述两个颜色分量的荧光。

8.如权利要求7所述的光源设备，

其中，所述颜色分量切换部件与所述光路径切换盘统一。

9.如权利要求1所述的光源设备，还包括：

照射光源，被配置为发出与由所述激发光源发出的照射光的颜色分量不同的颜色分量的照射光；以及

光路径合并部件，被配置为合并来自所述激发光源的照射光的投影光路径和来自所述照射光源的照射光的照射光路径。

10.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述荧光部件具备形成为生成荧光的荧光材料，所述荧光具有与从所述激发光源发出的照射光的颜色分量和所述照射光源的颜色分量不同的颜色分量。

11.如权利要求5所述的光源设备，

其中，所述荧光部件具备形成为生成包含来自所述激发光的至少两个颜色分量的荧光的第一荧光区域，以及包括包含所述至少两个颜色分量的荧光中的一个颜色的第二荧光区域。

12.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述光路径切换部件的第二反射透射区域被划分为反射所述蓝色分量的激光并且透射所述红色分量的荧光的区域，反射所述蓝色分量的激光并且透射所述绿色分量的荧光的区域，以及反射所述蓝色分量的激光并且透射所述黄色分量的荧光的区域。

13.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述荧光部件具备形成为生成所述黄色分量的荧光的荧光区域，以及形成为生成所述绿色分量的荧光的荧光区域。

14.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述激发光具有在440nm到470nm范围内的波长。

15.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述光路径切换部件的第二反射透射区域具有0％<R≤5％的反射率R。

16.如权利要求1所述的光源设备，

其中，所述光路径切换部件的第一反射透射区域具有0％<T≤5％的透射率T。