CN106990462A - 投射型图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够对由滤波器造成的图像的亮度的降低或白平衡的偏移进行抑制的投射型图像显示装置。投射型图像显示装置(100)包括：光源(1)、荧光体(2)和滤波器(50)。光源(1)射出蓝色照明光Ba。荧光体(2)根据蓝色照明光Ba的一部分来生成包含红波段的成分和绿波段的成分的第一波段的黄色照明光Ya，且反射蓝色照明光Ba和黄色照明光Ya。滤波器(50)使被荧光体(2)反射的蓝色照明光Ba的一部分朝向荧光体(2)侧反射，且使黄色照明光Ya中的、比第一波段窄的第二波段的成分衰减。荧光体(2)也根据被滤波器(50)反射的蓝色照明光Bc来生成黄色照明光Yb。

Description

投射型图像显示装置

技术领域

本发明涉及投射型图像显示装置。

背景技术

投射型图像显示装置例如使用蓝色激光光源和黄色荧光体作为照明光源。将蓝色激光光源作为照明光源生成蓝色光图像。将黄色荧光体作为照明光源生成红色光图像和绿色光图像。具体来说，黄色荧光体通过从蓝色激光光源照射激光来将被照射的激光光的能量转换成包含红波段和绿波段的波段的黄色光。

在由黄色荧光体转换而成的黄色光中，在红波段和绿波段之间含有大量的不需要的波段的成分。因此，色域偏向黄色侧，整体变小。

在专利文献1中记载有用滤波器去除红波段和绿波段之间的不必要的波段的成分的投射型图像显示装置。

在先技术文献

专利文献1：日本专利文献特开2012-88473号公报。

发明内容

在专利文献1所记载的那样的投射型图像显示装置中，虽然通过滤波器色域被扩大，但是图像的亮度降低，或者白平衡偏移。

本发明的目的在于，提供能够对由滤波器造成的图像的亮度的降低或白平衡的偏移进行抑制的投射型图像显示装置。

本发明提供投射型图像显示装置，其特征在于，包括：光源，所述光源射出蓝色照明光；荧光体，所述荧光体根据所述蓝色照明光的一部分来生成包含红波段的成分和绿波段的成分的第一波段的黄色照明光，且反射所述蓝色照明光和所述黄色照明光；以及滤波器，所述滤波器使被所述荧光体反射的蓝色照明光的一部分朝向所述荧光体侧反射，且使所述黄色照明光中的第二波段的成分衰减，所述第二波段比所述第一波段窄，所述荧光体也根据被所述滤波器反射的蓝色照明光来生成黄色照明光。

根据本发明的投射型图像显示装置，能够扩大色域，且能够抑制由滤波器造成的图像的亮度的降低、或白平衡的偏移。

附图说明

图1是示出第一实施方式的投射型图像显示装置的构成图；

图2示意性地示出第一实施方式的投射型图像显示装置的滤波器的截面图；

图3是被照射到滤波器的黄色照明光和蓝色照明光的分光分布图；

图4是第一实施方式的投射型图像显示装置的滤波器的分光透过率特性图；

图5是入射到第一实施方式的投射型图像显示装置的滤波器的黄色照明光和蓝色照明光的分光分布图；

图6是从第一实施方式的投射型图像显示装置的滤波器射出的黄色照明光和蓝色照明光的分光分布图；

图7是用于对第一实施方式的投射型图像显示装置的亮度优先模式进行说明的示意图；

图8是由分色镜进行了色彩分离的蓝色照明光、红色照明光和绿色照明光的分光分布图；

图9是比较例的滤波器的分光透过率特性图；

图10是从比较例的滤波器射出的黄色照明光和蓝色照明光的分光分布图；

图11是第一实施方式的投射型图像显示装置的滤波器被配置在光路上的状态下的色度图；

图12是第一实施方式的投射型图像显示装置的滤波器避开光路的状态下的色度图；

图13是比较例的色度图；

图14是示出显示图像的色温度、亮度和色域的比较结果的比较图；

图15是示出第二实施方式的投射型图像显示装置的构成图；

图16是第二实施方式的投射型图像显示装置的第一滤波器的分光透过率特性图；

图17是第二实施方式的投射型图像显示装置的第二滤波器的分光透过率特性图；

图18是示意性示出第二实施方式的投射型图像显示装置的滤波器的截面图。

具体实施方式

使用图1～图18对第一实施方式和第二实施方式的投射型图像显示装置进行说明。第一实施方式和第二实施方式的投射型图像显示装置的滤波器的构成不同，除此以外的构成相同。

[第一实施方式]

使用图1对第一实施方式的投射型图像显示装置进行说明。图1示出第一实施方式的投射型图像显示装置的整体构成。

投射型图像显示装置100包括：光源1、荧光体2、偏光转换元件(PCS(PolarizationConversion System))3、分色镜4～6、反射型偏光板7R、7G、7B、合色棱镜8、图像显示元件10R、10G、10B、透镜20～30、反射镜40～42、滤波器50、以及马达60。

光源1例如包括排列有多个蓝色激光元件BL的激光阵列。光源1射出蓝色激光。以下，将蓝色激光称作蓝色照明光。

聚光透镜20、21、22对作为入射光的蓝色照明光进行聚光。

分色镜4具有反射蓝色照明光且使黄色照明光透过的功能。

荧光体2具有荧光层以及反射面，所述荧光层生成第一波段的黄色照明光，所述第一波段的黄色照明光的强度与从光源1照射的光的能量、具体来说是从光源1照射的蓝色照明光的一部分的能量强度对应、且包含红波段的成分和绿波段的成分，该反射面对投过了荧光层的黄色照明光和蓝色照明光进行反射。

照明光源包括：光源1(蓝色激光元件BL)和荧光体2。准直透镜23使入射光成为平行光。

第一实施方式中的滤波器50以能够自如地插入和避开的方式被配置在反射镜40和复眼透镜24之间的光路上。滤波器50将蓝色照明光的一部分向荧光体2侧反射，使黄色照明光中的、比第一波段窄的第二波段的成分衰减。

也就是说，具有：作为反射蓝色照明光的一部分且使除此以外的部分透过的规定波段反射滤波器的功能、以及作为使红色照明光的波段和绿色照明光的波段之间的不必要的波段的成分衰减且使除此以外的波段的成分透过的陷波滤波器的功能。

优选地，滤波器50配置于准直透镜23和复眼透镜24之间的平行光的光路上的任意的位置。在第一实施方式中，通过吸收使第二波段的成分来使其衰减。

使用图2(a)和图2(b)对滤波器50进行说明。图2(a)和图2(b)是示意性地示出滤波器50的截面图。

如图2(a)所示，滤波器50具有：玻璃基板等透明基板51、被形成在透明基板51的一面(例如入射面)51a侧的电介质多层膜(第一电介质多层膜)52、以及被形成在透明基板51的另一面(例如射出面)51b侧的电介质多层膜(第二电介质多层膜)53。

电介质多层膜52反射蓝色照明光的一部分且使除此以外的部分透过。也就是说，具有作为规定波段反射滤波器的功能。电介质多层膜52是高折射率电介质膜和低折射率电介质膜被交替层叠的多层膜。通过电介质多层膜52的电介质膜材料、各膜厚度和层数等，能够将蓝色照明光的反射率设定为希望的值。

电介质多层膜53使黄色照明光中的、比第一波段窄的第二波段的成分衰减。第二波段包括红波段和绿波段之间的波段。也就是说，具有使红波段和绿波段之间的波段的成分衰减且使除此以外的波段的成分透过的陷波滤波器的功能。电介质多层膜53是高折射率电介质膜和低折射率电介质膜被交替层叠的多层膜。通过电介质多层膜53的电介质膜材料、各膜厚度和层数等，能够将用于使成分衰减的波段设定为希望的范围。此处，通过完全去除红色照明光的波段和绿色照明光的波段之间的波段的成分，能够提高各颜色的照明光的色纯度。

滤波器50既可以是电介质多层膜52被形成在光路上的入射侧且电介质多层膜53被形成在射出侧，也可以是电介质多层膜52被形成在射出侧且电介质多层膜53被形成在入射侧。

另外，如图2(b)所示，可以在透明基板51的一面51a侧形成电介质多层膜54，所述电介质多层膜54使蓝色照明光的一部分向荧光体2侧反射，且使黄色照明光中的、比第一波段窄的第二波段的成分衰减。具体地，可以形成具有以下功能的电介质多层膜54：作为反射蓝色照明光的一部分且使除此以外的部分透过的规定波段反射滤波器的功能、以及作为使红波段和绿波段之间的波段的成分衰减且使除此以外的波段的成分透过的陷波滤波器的功能。

通过电介质多层膜54的电介质膜材料、各膜厚度和层数等，能够将蓝色照明光的反射率设定为希望的值且将用于使红波段和绿波段之间的成分衰减的波段设定为希望的范围。此处，可以在另一面51b形成降低另一面51b的反射率的反射防止膜。电介质多层膜54可以被形成在透明基板51的另一面51b侧，并且还可以在电介质多层膜54的光的入射侧形成用于降低电介质多层膜54的反射率的反射防止膜。

马达60具有作为将滤波器50插入到光路上或使滤波器50避开光路的驱动部的功能。马达60是驱动部的一例。

复眼透镜24、25使被照射到图像显示元件10R、10G、10B的红色照明光、绿色照明光、蓝色照明光的照明分布均匀化。PCS 3使入射的照明光成为p偏光。十字分色镜5分离入射的黄色照明光(包含红色照明光和绿色照明光)和蓝色照明光。

分色镜6将分离波长作为分离边界，通过反射和透过来分离入射的光。在第一实施方式中，具体来说，对于入射的黄色照射光，使绿色照明光反射，使红色照明光透过，从而分离成绿色照明光和红色照明光。此处，绿色照明光的反射率和红色照明光的透过率是：将分离波长作为边界，短波长侧为反射率100％、长波长侧为透过率100％。

在分离波长的附近，绿色照明光的反射率和红色照明光的透过率变小，因此可以说在分离边界存在将分离波长作为中心的宽度。由于该分离边界的宽度，在红色照明光中包含绿色的波段的成分，在绿色照明光中包含红色的波段的成分。从光能量的利用效率的观点来看，不存在分离边界的宽度才是理想的。

反射型偏光板7R、7G、7B具有反射s偏光且使p偏光透过的功能。反射型偏光板7R、7G、7B例如可以包括线栅。

图像显示元件10R是用于基于红色的成分的图像数据对被照射的红色照明光进行光调制来生成红色图像光的红色图像用光调制元件。

图像显示元件10G是用于基于绿色的成分的图像数据对被照射的绿色照明光进行光调制来生成绿色图像光的绿色图像用光调制元件。

图像显示元件10B是用于基于蓝色的成分的图像数据对被照射的蓝色照明光进行光调制来生成蓝色图像光的蓝色图像用光调制元件。

合色棱镜8具有如下功能：反射蓝色图像光和红色图像光且使绿色图像光透过，从而合成红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光。

投射透镜30将红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光投射到银幕等，显示全彩图像。

使用图1～图8对滤波器50被配置在光路上的状态、以及滤波器50避开光路上的状态进行说明。

将滤波器50被配置在光路上的状态称作色域优先模式。色域优先模式是优先显示图像的色彩再现性的模式。将滤波器50避开光路的状态称作亮度优先模式。亮度优先模式是优先显示图像的亮度的模式。

[色域优先模式]

使用图1～图6对色域优先模式进行说明。第一实施方式的色域优先模式是滤波器50被配置在光路上的状态。

如图1所示，从光源1射出的蓝色照明光Ba通过聚光透镜20被聚光，再被分色镜4反射。蓝色照明光Ba通过聚光透镜21、22被聚光并被照射到荧光体2。

荧光体2对被照射的蓝色照明光Ba的能量进行转换，生成包含红波段和绿波段的第一波段的黄色照明光Ya。

由荧光体2生成的黄色照明光Ya透过聚光透镜22、21和分色镜4，入射到准直透镜23。被照射到荧光体2的蓝色照明光Ba的一部分不被转换成黄色照明光Ya而在荧光体2中被反射，作为蓝色照明光Bb入射到准直透镜23。

入射到准直透镜23的黄色照明光Ya和蓝色照明光Bb成为平行光，通过反射镜40而被朝向滤波器50反射。

图3是被照射到滤波器50的黄色照明光Ya和蓝色照明光Bb的分光分布图。纵轴示出能量(将黄色照明光Ya的峰值作为1的相对值)。横轴示出波长(nm)。在第一实施方式中，相对于黄色照明光Ya的峰值是1，蓝色照明光Bb的峰值大约是2.2。

蓝色照明光Bb由于是激光，所以波段窄。另一方面，黄色照明光Ya由于是蓝色照明光Bb通过荧光体2被转换而生成，因此具有能量强度与蓝色照明光Bb的能量强度对应的、包含红波段和绿波段的宽的波段。也可以考虑荧光体2的转换效率和入射到各颜色的光调制元件的光强度来决定蓝色照明光Bb的能量强度。

图4是滤波器50的分光透过率特性图。纵轴表示透过率(％)。横轴表示波长(nm)。

滤波器50例如使蓝色照明光Bb的大约30％反射且使大约70％透过。另外，滤波器50例如使红色照明光的波段和绿色照明光的波段之间的第二波段的成分、也就是说560nm～600nm的波段的成分衰减。具体来说，第二波段成为宽度大于分色镜6的分离边界的宽度的波段。

蓝色照明光Bb的一部分通过滤波器50被作为蓝色照明光Bc反射，除此以外的蓝色照明光Bb透过滤波器50并被作为蓝色照明光Bd射出。被反射的蓝色照明光Bc进一步被反射镜40反射，经由准直透镜23和聚光透镜21、22被照射到荧光体2。荧光体2对被照射的蓝色照明光Bc的能量进行转换，从而生成包含红波段和绿波段的荧光的波段的黄色照明光Yb。

从而，黄色照明光Yc向滤波器50入射，所述黄色照明光Yc包括：由从光源1射出的蓝色照明光Ba生成的黄色照明光Ya和由蓝色照明光Bc生成的黄色照明光Yb，其中，蓝色照明光Bc是来自滤波器50的返回光。

此处，在投射型图像显示装置100的设计中，将想要入射到各颜色的图像显示元件的波段作为需要的波段预先决定。想要入射到各颜色的图像显示元件的波段以外的成分为不需要的成分。通过将滤波器50的第二波段设定为上述的不需要的波段，能够使对各颜色的照明光来说不需要的成分衰减。例如，能够使对于绿色照明光来说不需要的红色的成分衰减。同样地，能够使对于红色照明光来说不需要的红色的成分衰减。

在第一实施方式中，至少第二波段包括分色镜6的分离边界的宽度，成为使红色照明光所包含的绿色的波段的成分和绿色照明光所包含的红色的波段的成分衰减的波段。

如上所述，通过滤波器50使第二波段的成分衰减，由此能够分别提高红色照明光和绿色照明光的色纯度，因此能够扩大色域。另外，当完全去除红色照明光的波段和绿色照明光的波段之间的不需要的波段的成分时，能够进一步提高各色照明光的色纯度，因此能够进一步扩大色域。

在这里，通过调整滤波器50的第二波段，能够调整入射到各颜色的图像显示元件的各颜色的照明光的波段。例如，通过将第二波段的短波长侧设定为更短波长侧来使绿色照明光的波段变化，由此能够使绿色照明光的波段变化。

由于蓝色照明光Bc在分色镜4b的表面被反射，为了避免被照射到荧光体2的蓝色照明光Bc减少，可以使分色镜4的照射面积变小。在该情况下，通过考虑蓝色照明光Ba入射到荧光体2的效率和蓝色照明光Bc入射到荧光体2的效率的平衡来决定照射面积，由此提高黄色照明光Yc的转换效率。在本实施方式中，黄色照明光Ya和蓝色照明光Bb通过反射镜40被朝向滤波器50反射，通过滤波器50被反射的蓝色照明光Bc再被反射镜40反射，被照射到荧光体2。然而，反射镜40是用于改变光路的方向的，也可以省略。在该情况下，荧光体2和滤波器50可以配置在直线的光路上。在以下的实施方式中，也同样可以省略反射镜40。

图5是黄色照明光Yc和蓝色照明光Bd的分光分布图。纵轴示出能量(将黄色照明光Ya的峰值作为1的相对值)。横轴示出波长(nm)。在第一实施方式的色域优先模式下，黄色照明光Yc的峰值从1增加到大约1.2，蓝色照明光Bd的峰值从大约2.2减少到大约1.4。

由于入射到滤波器50的蓝色照明光Bb的一部分被作为蓝色照明光Bc反射，因此从滤波器50射出的蓝色照明光Bd与蓝色照明光Bb(参考图3)相比能量小。另一方面，入射到滤波器50的黄色照明光Yc包含黄色照明光Ya和黄色照明光Yb，因此与黄色照明光Ya(参考图3)相比能量大。也就是说，与不插入滤波器50的情况相比，黄色照明光的亮度变亮。

通过滤波器50黄色照明光Yc中的红波段和绿波段之间的不需要的波段(例如560nm～600nm)的成分衰减。由此，黄色照明光Yc通过滤波器50被作为对红色照明光Ra和绿色照明光Ga进行了色彩分离的黄色照明光Yd而从滤波器50射出，所述红色照明光Ra是红波段的成分，所述绿色照明光Ga是绿波段的成分。

图6是黄色照明光Yd和蓝色照明光Bd的分光分布图。纵轴示出能量(相对值)。横轴示出波长(nm)。图6与图5对应。图6中的虚线示出黄色照明光Yc。黄色照明光Yd包含作为红波段的成分的红色照明光Ra和作为绿波段的成分的绿色照明光Ga。

从滤波器50射出的黄色照明光Yd和蓝色照明光Bd通过复眼透镜24、25使其照明分布均匀化。黄色照明光Yd和蓝色照明光Bd通过PCS 3成为p偏光，且经由透镜2入射到十字分色镜5。

通过十字分色镜5对黄色照明光Yd和蓝色照明光Bd进行色彩分离。黄色照明光Yd在反射镜41中被反射并入射到分色镜6。黄色照明光Yd所包含的红色照明光Ra和绿色照明光Ga被分色镜6进行色彩分离。

红色照明光Ra透过分色镜6，经由透镜27入射到反射型偏光板7R。红色照明光Ra透过反射型偏光板7R，入射到图像显示元件10R。

红色照明光Ra被图像显示元件10R进行光调制，并被作为s偏光的红色图像光Rb而射出。红色图像光Rb在反射型偏光板7R中被反射，入射到合色棱镜8。

绿色照明光Ga在分色镜6中被反射，经由透镜28入射到反射型偏光板7G。绿色照明光Ga透过反射型偏光板7G，入射到图像显示元件10G。

绿色照明光Ga通过图像显示元件10G被进行光调制，且被作为s偏光的绿色图像光Gb而射出。绿色图像光Gb在反射型偏光板7G中被反射，被入射到合色棱镜8。

蓝色照明光Bd在反射镜42中被反射，经由透镜29入射到反射型偏光板7B。蓝色照明光Bd透过反射型偏光板7B，入射到图像显示元件10B。

蓝色照明光Bd通过图像显示元件10B被进行光调制，且被作为s偏光的蓝色图像光Be而射出。蓝色图像光Be在反射型偏光板7B中被反射，入射到合色棱镜8。

入射到合色棱镜8的红色图像光Rb、绿色图像光Gb、蓝色图像光Be，通过合色棱镜8被合成，从投射透镜30被投射到银幕等，被作为全彩图像来显示。

[亮度优先模式]

使用图7和图8对亮度优先模式进行说明。图7与图1对应。亮度优先模式相对于色域优先模式的不同点在于，滤波器50避开光路。

如图7所示，从光源1射出的蓝色照明光Ba通过聚光透镜20被聚光，并通过分色镜4被反射。蓝色照明光Ba通过聚光透镜21、22被聚光，并被照射到荧光体2。

荧光体2对被照射的蓝色照明光Ba的能量进行转换，从而生成包含红波段和绿波段的第一波段的黄色照明光Ya。

由荧光体2生成的黄色照明光Ya透过聚光透镜22、21和分色镜4，入射到准直透镜23。被照射到向荧光体2的蓝色照明光Ba的一部分不被转换成黄色照明光Ya，而是在荧光体2中被反射，作为蓝色照明光Bb而入射到准直透镜23。

入射到准直透镜23的黄色照明光Ya和蓝色照明光Bb成为平行光，通过反射镜40被朝向复眼透镜24反射。黄色照明光Ya和蓝色照明光Bb具有图3所示的分光分布特性。

通过复眼透镜24、25使黄色照明光Ya和蓝色照明光Bb的照明分布均匀化。黄色照明光Ya和蓝色照明光Bb通过PCS 3成为p偏光，经由透镜26入射到十字分色镜5。

通过十字分色镜5对黄色照明光Ya以及蓝色照明光Bb进行色彩分离。黄色照明光Ya在反射镜41中被反射，入射到分色镜6。包含在黄色照明光Ya中的红色照明光Rc和绿色照明光Gc通过分色镜6被进行色彩分离。

图8是蓝色照明光Bb、红色照明光Rc、绿色照明光Gc的分光分布图。纵轴示出能量(相对值)。横轴示出波长(nm)。图8与图3对应。图8中的虚线示出黄色照明光Ya。

红色照明光Rc透过分色镜6，经由透镜27入射到反射型偏光板7R。红色照明光Rc透过反射型偏光板7R，入射到图像显示元件10R。

红色照明光Rc通过图像显示元件10R被进行光调制，被作为s偏光的红色图像光Rd而射出。红色图像光Rd在反射型偏光板7R中被反射，入射到合色棱镜8。

绿色照明光Gc在分色镜6中被反射，经由透镜28入射到反射型偏光板7G。绿色照明光Gc透过反射型偏光板7G，入射到图像显示元件10G。

绿色照明光Gc通过图像显示元件10G被进行光调制，被作为s偏光的绿色图像光Gd而射出。绿色图像光Gd在反射型偏光板7G中被反射，入射到合色棱镜8。

蓝色照明光Bb在反射镜42中被反射，经由透镜29入射到反射型偏光板7B。蓝色照明光Bb透过反射型偏光板7B，入射到图像显示元件10B。

蓝色照明光Bb通过图像显示元件10B被进行光调制，被作为s偏光的蓝色图像光Bf而射出。蓝色图像光Bf在反射型偏光板7B中被反射，入射到合色棱镜8。

红色图像光Rd、绿色图像光Gd、蓝色图像光Bf通过合色棱镜8被合成，从投射透镜30被投射到银幕等，作为全彩图像来显示。

[比较例]

使用图9和图10，对与第一实施方式的投射型图像显示装置100的比较例进行说明。

比较例与第一实施方式的投射型图像显示装置100的不同点在于，比较例的滤波器只具有作为陷波滤波器的功能，且分光透过率特性不同。比较例的滤波器以外的构成与第一实施方式的投射型图像显示装置100(参考图1)相同。为了容易理解说明，对于与第一实施方式的投射型图像显示装置100相同的构成部分，标注相同的符号。

图9是比较例的滤波器的波长透过率特性图。纵轴示出透过率(％)。横轴示出波长(nm)。图9与图4对应。比较例的滤波器例如使不需要的560nm～600nm的波段的成分衰减。

在入射到比较例的滤波器的黄色照明光Ya中，红波段和绿波段之间的不需要的波段(例如560nm～600nm)的成分被衰减。黄色照明光Ya通过比较例额滤波器而被作为对红色照明光Re和绿色照明光Ge进行了色彩分离的黄色照明光Ye而射出，所述红色照明光Re是红波段的成分，所述绿色照明光Ge是绿波段的成分。

图10是从比较例的滤波器射出的黄色照明光Ye和蓝色照明光Bb的分光分布图。纵轴示出能量(将黄色照明光Ya的峰值作为1的相对值)。横轴示出波长(nm)。在本比较例中，黄色照明光Ya的峰值是1，蓝色照明光Bd大约是2.2。图10与图6对应。图10中的虚线示出黄色照明光Ya。黄色照明光Ye包含作为红波段的成分的红色照明光Re和作为绿波段的成分的绿色照明光Ge。

从比较例的滤波器射出的黄色照明光Ye和蓝色照明光Bb经过与从第一实施方式的投射型图像显示装置100的滤波器50射出的黄色照明光Yd和蓝色照明光Bd相同的光路从投射透镜30投射。

[白平衡]

使用图5、图6、图8、图10～图14，对于第一实施方式的投射型图像显示装置100的滤波器50被配置在光路上的状态(以下，作为第一实施方式的色域优先模式进行说明)、第一实施方式和比较例的滤波器50避开光路的状态(以下，作为亮度优先模式进行说明)、以及比较例的滤波器被配置在光路上的状态(以下，作为比较例的色域优先模式进行说明)下被显示的图像的白平衡，以亮度优先模式、比较例的色域优先模式、第一实施方式的色域优先模式的顺序进行说明。

图11示出第一实施方式的色域优先模式中的显示图像的xy色度图。图12示出第一实施方式的亮度优先模式中的显示图像的xy色度图。图13示出比较例的色域优先模式中的显示图像的xy色度图。图11～图13中的SL示出光谱轨迹。PP示出纯紫轨迹。BP示出黑体轨迹。图11中的虚线示出图12中的色域CG2。图14示出各显示图像的色温度、亮度和色域的比较结果。

在亮度优先模式中，如图8所示，红色照明光Rc和绿色照明光Gc具有作为不需要的波段的成分的混色区域Ma。由此，红色照明光Rc和绿色照明光Gc没有被充分地进行色彩分离。因此，如图12所示，色域CG2偏向黄色侧且变窄。色温度CT2是目标设定值的6500K(参考图14)。

在比较例的色域优先模式中，比较例的滤波器只具有作为陷波滤波器的功能，因此，如图10所示，能够对红色照明光Re和绿色照明光Ge进行色彩分离。黄色照明光Ye的峰强度与黄色照明光Ya同样地是1。因此，如图13所示，能够使色域CG3扩大。色域CG3根据由比较例的滤波器造成的红色照明光Re和绿色照明光Ge的混色区域的成分的衰减量来变化。例如，如果混色区域的成分的衰减量大，则色域CG3更大。

然而，在比较例的色域优先模式中，由于红色照明光Re和绿色照明光Ge的混色区域的成分衰减，显示图像的亮度降低或者白平衡变化。例如，当色温度CT3是7500K(参考图14)时向蓝色侧变化。因此，需要将黄色照明光Ye的峰值1作为基准来对白平衡进行电调整(例如，通过由图像显示元件10B进行的光调制的增益调整来降低增益的调整等)。

与此相对，在第一实施方式的色域优先模式中，如图6所示，能够通过滤波器50对红色照明光Ra和绿色照明光Ga进行色彩分离。因此，如图11所示，能够与滤波器50避开光路的状态相比使色域CG1更大。色域CG1根据由滤波器50造成的红色照明光Re和绿色照明光Ge的混色区域的成分的衰减量来变化。例如，如果混色区域的成分的衰减量大，则使色域CG1更大。

另外，在滤波器50被配置在光路上的状态下，蓝色照明光Bb一部分通过滤波器50被作为蓝色照明光Bc而反射，除此以外的部分被作为蓝色照明光Bd从滤波器50射出。被反射的蓝色照明光Bc被向荧光体2照射，由此生成黄色照明光Yb。从而，如图5所示，黄色照明光Yc入射到滤波器50，所述黄色照明光Yc包含：由从光源1射出的蓝色照明光Ba生成的黄色照明光Ya和由蓝色照明光Bc生成的黄色照明光Yb，其中，蓝色照明光Bc是来自滤波器50的返回光。

如图6所示，通过滤波器50使黄色照明光Yc中的红波段和绿波段之间的不需要的波段的成分衰减，由此红色照明光Ra和绿色照明光Ga被进行色彩分离并从滤波器50射出。

即，通过用滤波器50使蓝色照明光Bb的一部分反射，使从滤波器50射出的蓝色照明光Bd的光量从大约2.2减少到大约1.4，并且将在滤波器50中反射的蓝色照明光Bc转换成黄色照明光Yb以使黄色照明光Yc的光量从1增加到大约1.2。由此，能够通过用滤波器50使蓝色照明光Bb的一部分反射、使黄色照明光Yc相对于蓝色照明光Bd的比例增加来减轻由红色照明光Ra和绿色照明光Ga的混色区域的成分衰减而造成的色温度的变化。

从而，在第一实施方式中，通过滤波器50以适当的反射率使蓝色照明光Bb的一部分向荧光体2侧反射，即使色域被扩大，白平衡的变化也极小，因此也可以不进行电调整。从而，光的利用效率提高，且能够减轻显示图像的亮度降低。换言之，相对于在比较例的色域优先模式中黄色照明光Ye的峰值是1，在第一实施方式的色域优先模式中黄色照明光Yc的峰值大约是1.2，因此第一实施方式的色域优先模式与比较例的色域优先模式相比能够使显示图像变亮。

在滤波器50被配置在光路上的状态下，虽然亮度比滤波器50避开光路的状态减少，但是能够显示比比较例更亮的图像。

[第二实施方式]

使用图15～图18，对第二实施方式的投射型图像显示装置进行说明。

图15示出第二实施方式的投射型图像显示装置的全体构成。第二实施方式的投射型图像显示装置与第一实施方式的投射型图像显示装置相比，滤波器的构成不同，除此以外的构成相同。因此，以滤波器为主进行说明。为了容易理解说明，在与第一实施方式的投射型图像显示装置相同的构成部分，标注相同的符号。

投射型图像显示装置200包括：光源1、荧光体2、PCS 3、分色镜4～6、反射型偏光板7R、7G、7B、合色棱镜8、图像显示元件10R、10G、10B、透镜20～30、反射镜40～42、滤波器210，220、以及马达230、240。

滤波器210(第一滤波器)具有作为反射蓝色照明光的一部分且使除此以外的部分透过的规定波段反射滤波器的功能。

图16是滤波器210的分光透过率特性图。纵轴示出透过率(％)。横轴示出波长(nm)。滤波器210例如使蓝色照明光Bb的大约30％反射且使大约70％透过。另外，滤波器220使蓝色波段的成分以外的波段的成分透过。

滤波器220(第二滤波器)具有作为使红波段和绿波段之间的不需要的波段的成分衰减且使除此以外的波段的成分透过的陷波滤波器的功能。

图17是滤波器220的分光透过率特性图。纵轴示出透过率(％)。横轴示出波长(nm)。滤波器220例如使不需要的560nm～600nm的波段的成分衰减且使除此以外的波段的成分透过。

图18是示意性地示出滤波器210、220的截面图。

滤波器210具有：玻璃基板等透明基板211、以及被形成在透明基板211的一面211a侧的电介质多层膜212。电介质多层膜212反射蓝色照明光的一部分且使除此以外的部分透过。也就是说，具有作为规定波段反射滤波器的功能。电介质多层膜212是高折射率电介质膜和低折射率电介质膜交替层叠的多层膜。通过电介质多层膜212的电介质膜材料、各膜厚和层数等，能够将蓝色光的反射率设定为希望的值。

滤波器220具有：玻璃基板等透明基板221、以及被形成在透明基板221的一面221a侧的电介质多层膜222。电介质多层膜222使黄色照明光中的、比第一波段窄的第二波段的成分衰减。也就是说，具有作为使红波段和绿波段之间的不需要的波段的成分衰减且使除此以外的波段的成分透过的陷波滤波器的功能。电介质多层膜222是高折射率电介质膜和低折射率电介质膜交替层叠的多层膜。通过电介质多层膜222的电介质膜材料、各膜厚和层数等，能够将用于使不需要的成分衰减的波段设定为希望的范围。

可以将滤波器210配置在光路上的入射侧而将滤波器220配置在射出侧，也可以将滤波器210配置在射出侧而将滤波器220配置在入射侧。可以将电介质多层膜212形成在透明基板211的入射面侧，也可以形成在射出面侧。可以将电介质多层膜222形成在透明基板221的入射面侧，也可以形成在射出面侧。

马达230具有作为将滤波器210插入到光路上或使其避开光路的驱动部(第一驱动部)的功能。马达230是驱动部的一例。

马达240具有作为将滤波器220插入到光路上或使其避开光路的驱动部(第二驱动部)的功能。马达240是驱动部的一例。

从而，相对于第一实施方式的投射型图像显示装置100包括具有陷波滤波器和规定波段反射滤波器这两个功能的滤波器50，第二实施方式的投射型图像显示装置200包括两个滤波器，所述两个滤波器由于具有规定波段反射滤波器的功能的滤波器210和具有陷波滤波器的功能的滤波器220而其功能被分开。

滤波器210和滤波器220被设置在光路上的状态起到与在第一实施方式的投射型图像显示装置100中滤波器50被设置在光路上的状态相同的作用效果。

被照射到滤波器210的蓝色照明光Bb的一部分通过滤波器210被作为蓝色照明光Bc而反射，除此以外的蓝色照明光Bb透过滤波器210被作为蓝色照明光Bd而射出。蓝色照明光Bd透过滤波器220。

另一方面，被滤波器210反射的蓝色照明光Bc进一步被反射镜40反射，经由准直透镜23和聚光透镜21、22，照射到荧光体2。荧光体2通过被照射的蓝色照明光Bc的能量来生成包含红波段和绿波段的波段的黄色照明光Yb。

因此，黄色照明光Yc入射到滤波器210，所述黄色照明光Yc包含由从光源1射出的蓝色照明光Ba生成的黄色照明光Ya和由蓝色照明光Bc生成的黄色照明光Yb，蓝色照明光Bc是来自滤波器50的返回光。

黄色照明光Yc透过滤波器210并入射到滤波器220。通过滤波器220使黄色照明光Yc中的红波段和绿波段之间的不需要的波段(例如560nm～600nm)的成分衰减。由此，黄色照明光Yc通过滤波器220被作为红色照明光Ra和绿色照明光Ga被进行了色彩分离的黄色照明光Yd而射出，所述红色照明光Ra是红波段的成分，所述绿色照明光Ga是绿波段的成分。

通过复眼透镜24、25使从滤波器220射出的黄色照明光Yd和蓝色照明光Bd的照明分布均匀化。黄色照明光Yd和蓝色照明光Bd通过PCS 3与p偏光一致，经由透镜26入射到十字分色镜5。此后与第一实施方式的投射型图像显示装置100相同。

在投射型图像显示装置200中，既能够将滤波器210和滤波器220同时插入光路上，也能够只将任一个插入。

例如，在只有滤波器220被配置在光路上的状态下，色温度比目标设定值高。有时由于使用环境或用户的喜好而色温度高比较好。在这样的情况下，也可以只有滤波器220被配置在光路上。

[滤波器的反射率]

在第一实施方式的投射型图像显示装置100和第二实施方式的投射型图像显示装置200中，虽然将滤波器50和滤波器210对于蓝色照明光Bb的反射率设定为大约30％，但是不限于此。为了成为希望的白平衡(色温度)，优选为：根据荧光体2的转换效率或滤波器50和滤波器220的陷波滤波器特性等，将滤波器50和滤波器210的反射率设定为适当的值。例如，荧光体的转换效率根据荧光体的种类、荧光体的温度、被照射到荧光体的蓝色照明光的波长、功率、点径等而改变。

对第一实施方式的投射型图像显示装置100中的滤波器50对蓝色照明光(Bb)的反射率的设定方法的一例进行说明。对于第二实施方式的投射型图像显示装置200中的滤波器210也能够使用同样的设定方法。

在滤波器50避开光路的状态或与此相当的状态的光学系统中，对从光源1射出的蓝色照明光Ba的功率、滤波器50被配置的位置处的蓝色照明光Bb和黄色照明光Ya的功率、以及分光分布进行测量，计算荧光体2的转换效率。

一边改变功率一边向荧光体2照射蓝色照明光Ba并对由荧光体2生成的黄色照明光Ya的功率进行测量，计算出黄色照明光Ya相对于蓝色照明光Ba的功率的相关性。

在滤波器50被配置在光路上的状态或与此相当的状态的光学系统中，对功率和分光分布进行测量。

根据分光分布的测量结果计算出色温度，基于计算结果计算出用于作为目标的色温度的对于蓝色照明光的反射率。

通过将作为来自滤波器50的返回光的蓝色照明光Bc照射到荧光体2来生成的黄色照明光Yb的功率根据光学系统而不同。从而，为了提高反射率的设定精度，优选为尽可能在与实际的光学系统相同的状态下进行测量。

荧光体2的转换效率也根据从光源1射出的蓝色照明光Ba的功率而改变。因此，当以最大功率设定反射率时，在最小功率处反射率从目标值偏移。因此，通过利用设定可能范围中的中间的功率来设定反射率，能够横跨设定可能范围全域来将从反射率的目标值的偏移抑制到最小限度。

在推荐功率被决定的情况下，也可以根据推荐功率来设定反射率。

本发明不限定于上述的第一或第二实施方式的构成，在不脱离本发明的主旨的范围中能够使各种改变。

符号说明

1 光源

2 荧光体

50 滤波器

100 投射型图像显示装置

Ba、Bb、Bc、Bd 蓝色照明光

Ya、Yb、Yc 黄色照明光

Claims (5)

1.投射型图像显示装置，其特征在于，包括：

光源，所述光源射出第一蓝色照明光；

荧光体，所述荧光体根据所述第一蓝色照明光的一部分来生成包含红波段的成分和绿波段的成分的第一波段的第一黄色照明光，且反射第二蓝色照明光和所述第一黄色照明光；以及

滤波器，所述滤波器使第三蓝色照明光朝向所述荧光体侧反射，且使所述第一黄色照明光中的第二波段的成分衰减，所述第二波段比所述第一波段窄，所述第三照明光是被所述荧光体反射的所述第二蓝色照明光的一部分，

所述荧光体也根据被所述滤波器反射的第三蓝色照明光来生成第二黄色照明光。

2.如权利要求1所述的投射型图像显示装置，其特征在于，

所述滤波器被配置在所述第二蓝色照明光、所述第一黄色照明光、所述第二黄色照明光的平行光的光路上。

3.如权利要求1或2所述的投射型图像显示装置，其特征在于，

所述滤波器具有：

透明基板；

第一电介质多层膜，所述第一电介质多层膜被形成在所述透明基板的一面侧，且使被所述荧光体反射的蓝色照明光的一部分朝向所述荧光体侧反射；以及

第二电介质多层膜，所述第二电介质多层膜被形成在所述透明基板的另一面侧，且使所述第一黄色照明光和所述第二黄色照明光中的所述第二波段的成分衰减。

4.如权利要求1或2所述的投射型图像显示装置，其特征在于，

所述滤波器具有：

第一滤波器，所述第一滤波器使被所述荧光体反射的蓝色照明光的一部分朝向所述荧光体侧反射；以及

第二滤波器，所述第二滤波器使所述第一黄色照明光和所述第二黄色照明光中的第二波段的成分衰减。

5.如权利要求1或2所述的投射型图像显示装置，其特征在于，

所述第二波段包括所述红波段和所述绿波段之间的波段。