CN107430320B - 光源装置、投射型显示装置和光源控制方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种能够防止闪烁而不会减小照明光的强度的光源装置。该光源装置包括：表面上形成有荧光体的荧光体旋转体(21、22)，其在旋转轴垂直于所述表面的旋转状态下使用；第一激励光源(7)，其通过将第一激励光照射在所述表面上与旋转中心分离开预定距离的第一位置上来生成第一荧光；检测光生成单元(4)，其将检测光照射在所述表面上与旋转中心分离开预定距离并且不同于第一位置的第二位置上；光学检测单元(3)，其供应与响应于检测光从荧光体旋转体发射的发射光对应的检测信号；以及控制单元(11)，其接收检测信号并基于该检测信号来控制第一激励光的强度。

Description

光源装置、投射型显示装置和光源控制方法

技术领域

本发明涉及采用荧光体轮(phosphor wheel)的光源装置、投射型显示装置和光源控制方法。

背景技术

使用荧光体的光源装置作为用于投影仪的光源装置而广为人知。这种类型的光源装置具有荧光体轮以及将激励光照射在荧光体轮上的激励光源。

荧光体轮包括轮和荧光体层，该荧光体层形成在轮表面上并包含响应于激励光而发射荧光的荧光体。荧光体轮被配置为使得轮以轮表面的中心作为旋转中心按照固定速度旋转。荧光体层可通过将荧光体直接施加于轮表面来形成，或者可通过将施加有荧光体的片材粘附到轮表面来形成。

控制供应给激励光源的驱动电流，使得激励光的强度均匀。然而，由于荧光体层的厚度或者荧光体的浓度可能根据荧光体轮上的位置而变化，所以即使当激励光的强度均匀时，荧光的强度将根据荧光体轮上的激励光的照射位置而变化。结果，当激励光被照射在以固定速度旋转的荧光体轮上时，荧光的强度周期性地变化，荧光的强度的这种周期变化可能引起可作为闪烁的光被人眼感知的称为“闪烁”的现象。这种闪烁也可能由于荧光体层的损坏或者片材的接缝中的间隙而发生。

专利文献1中公开了可防止上述闪烁的光源装置。在该光源装置中，检测荧光的光传感器被布置在将荧光体轮所发射的荧光转换为平行光通量的准直透镜附近。光传感器将荧光转换为电信号，并且此输出信号与荧光的强度成比例。基于该光传感器的输出信号，控制供应给激励光源的驱动电流，使得荧光的强度变得均匀。

现有技术文献

专利文献

日本专利申请公布No.2012-155004

发明内容

然而，在专利文献1所公开的光源装置中，由于光传感器被布置在准直透镜附近，所以穿过准直透镜的一部分荧光被光传感器阻挡，结果，出现照明光的强度减小的问题。

本发明的示例目的在于提供一种光源装置、投射型显示装置和光源控制方法，其可防止闪烁而不会减小照明光的强度，因此解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的示例方面，提供了一种光源装置，包括：

荧光体旋转体，该荧光体旋转体表面上形成有荧光体，并且在旋转轴与所述表面垂直的旋转状态下使用；

第一激励光源，该第一激励光源在所述表面上与旋转中心分离开预定距离的第一位置上照射第一激励光，以使得发射第一荧光；

检测光生成单元，该检测光生成单元在所述表面上与第一位置不同并与旋转中心分离开所述预定距离的第二位置上照射检测光；

光学检测单元，该光学检测单元供应与响应于所述检测光从荧光体旋转体发射的发射光对应的检测信号；以及

控制单元，该控制单元接收所述检测信号并基于该检测信号控制第一激励光的强度。

根据本发明的另一方面，提供了一种投射型显示装置，包括：

上述光源装置；

显示元件，该显示元件调节从光源装置供应的光以形成图像；以及

投射光学系统，该投射光学系统对显示元件所形成的图像进行投射。

根据本发明的另一方面，提供了一种光源控制方法，包括：

使得表面上形成有荧光体的荧光体旋转体旋转；

使得激励光照射在所述表面上与旋转中心分离开预定距离的第一位置，以使得发射荧光；

将检测光照射在所述表面上不同于第一位置并与旋转中心分离开所述预定距离的第二位置上，并检测响应于所述检测光从荧光体旋转体发射的发射光；以及

基于所述发射光的检测结果来控制激励光的强度。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一示例实施例的光源装置的配置的框图。

图2是用于描述第一激励光的光点与第二激励光的光点的位置关系的示意图。

图3是用于描述图1所示的光源装置的驱动信号供应单元的操作的波形图。

图4是示出根据本发明的第二示例实施例的光源装置的配置的框图。

图5是用于描述图4所示的光源装置的驱动信号供应单元的操作的波形图。

图6是示出根据本发明的第三示例实施例的光源装置的配置的框图。

图7是用于描述第一激励光的光点与检测光的光点的位置关系的示意图。

图8是用于描述图6所示的光源装置的驱动信号供应单元的操作的波形图。

图9是示出根据本发明的第四示例实施例的光源装置的配置的框图。

具体实施方式

接下来参照附图描述本发明的示例实施例。

第一示例实施例

图1是示出根据本发明的第一示例实施例的光源装置的配置的框图。

参照图1，光源装置包括荧光体轮驱动单元1、荧光体轮单元2、光学检测单元3、检测光生成单元4、激光二极管单元7和驱动信号供应单元11。驱动信号供应单元11包括校正信号生成单元5、激光电源单元6、加法单元8、减法单元9和放大器10。

荧光体轮单元2包括：圆盘状轮21；荧光体层22，其包括响应于激励光发射荧光的荧光体并且被设置在轮的表面上；以及电机单元20，其利用垂直于轮表面的旋转轴使轮21旋转。荧光体层22可通过将荧光体直接施加于轮表面来形成，或者可通过将施加有荧光体的片材粘附到轮表面来形成。在后一种情况下，从单个片材切下与轮形状对应的多个片材，然后将这多个片材粘附到轮表面。结果，片材之间可能出现间隙。轮21是荧光体旋转体的示例。

荧光体轮驱动单元1驱动荧光体轮单元2的电机单元20。更具体地，荧光体轮驱动单元1驱动电机单元20，使得轮21按照诸如固定速度的预定速度旋转。

激光二极管单元7是激励光源，并且例如由蓝色激光二极管构成。从激光二极管单元7供应的激励光(第一激励光)通过包括例如透镜和反射镜的光学系统被照射在荧光体轮单元2的形成有荧光体层22的表面上。激光二极管单元7被配置为使得激光二极管由电流驱动并将用于供应具有期望的强度的第一激励光的反馈信号S4供应给驱动信号供应单元11。反馈信号S4是符合第一激励光的强度的信号。激光二极管的电流驱动的配置是公知的，因此这里省略该配置的细节。

检测光生成单元4包括生成检测光的检测光生成光源(例如，作为激励光源的激光二极管)以及向该检测光生成光源供应驱动电流的电源单元。由于这里假设检测光用于使得荧光体层22生成荧光，所以检测光生成光源供应与激光二极管单元7相似的激励光(第二激励光)。控制供应给检测光生成光源的驱动电流，使得第二激励光的强度固定。第二激励光的强度优选低于激光二极管单元7所供应的第一激励光的强度。第二激励光的波长优选等于或基本上等于第一激励光的波长，但是本发明不限于该形式。第二激励光的波长可不同于第一激励光的波长。

第二激励光通过包括例如透镜的光学系统被会聚在荧光体层22上。荧光体层22通过第二激励光发射第二荧光。荧光体层22上的第二激励光的光点形成在与激光二极管单元7所供应的第一激励光的光点不同的位置处。第二激励光的光点直径优选等于或基本上等于第一激励光的光点直径，但是本发明不限于该形式。

图2给出第一激励光的光点与第二激励光的光点之间的位置关系的示意性表示。如图2所示，第一激励光的光点24和第二激励光的光点25位于以旋转中心作为其圆心的同一圆(由虚线指示的圆)上。当使轮22旋转时，第一激励光的光点24的轨迹与第二激励光的光点25的轨迹一致。在图2的示例中，第二激励光的光点25隔着旋转中心位于与第一激励光的光点24相对的一侧，但是本发明不限于该形式。第二激励光的光点25可形成在第一激励光的光点24的轨迹上的任何位置处，只要光学检测单元3和检测光生成单元4不干扰会聚第一激励光的诸如透镜的光学系统即可。

第一荧光的强度由第一激励光的强度以及荧光体层22的厚度和荧光体浓度来确定。当第一激励光的强度变化时，第一荧光的强度也根据该强度变化而变化。另外，如果荧光体层22的厚度或者荧光体的浓度变化，或者如果在第一激励光的照射区域(轨迹)中在荧光体层22中存在损坏，则第一荧光的强度也根据厚度、浓度或损坏而变化。另外，当在接缝处存在间隙23时，在接缝附近第一荧光的强度减小。间隙23的外周尺寸充分小于第一激励光的光点24或第二激励光的光点25的尺寸。

如上述说明中一样，第二荧光的强度由第二激励光的强度以及荧光体层22的厚度和荧光体浓度确定。这里，第二激励光的强度均匀。当荧光体层22的厚度或者荧光体的浓度变化时或者当在第二激励光的照射区域(轨迹)中荧光体层22存在损坏时，第二荧光的强度根据厚度、浓度或损坏而变化。另外，当出现接缝的间隙23时，在接缝附近第二荧光的强度减小。第二激励光的照射区域(轨迹)与第一激励光的照射区域(轨迹)一致，因此，由于间隙23以及荧光体层22的厚度、浓度和损坏等而出现的第二荧光的强度的变化的模式与由于间隙23以及荧光体层22的厚度、浓度和损坏等而出现的第一荧光的强度的变化的模式相对一致。

光学检测单元3向驱动信号供应单元11供应检测信号S1，其中通过第二激励光生成的第二荧光被转换为电信号。第二荧光是响应于检测光从设置有荧光体层22的轮21发射的发射光。检测信号S1是与第二荧光的强度成比例的信号。例如，当荧光体层22的厚度或者荧光体的浓度变化时，检测信号S1变为包括变化分量的变化信号。具体地，检测信号S1是符合当轮21旋转时第二荧光的强度的周期变化的信号。检测信号S1被供应给校正信号生成单元5。

驱动信号供应单元11是基于来自光学检测单元3的检测信号S1变化第一激励光的强度的控制单元。驱动信号供应单元11通过变化激光二极管单元7的驱动电流的大小来使得第一激励光的强度变化。

接下来描述驱动信号供应单元11的实际操作。

图3是用于描述驱动信号供应单元11的操作的波形图。在图3中，为了方便起见示意性地示出了信号波形，实际信号波形不同。以下说明参考了图1至图3。

激光电源单元6根据由减法单元9供应的调节的反馈信号S6的大小来供应第一驱动信号S3。

基于来自光学检测单元3的检测信号S1，校正信号生成单元5生成第一校正信号S2，其抵消由于间隙23、厚度和浓度的变化或者荧光体层22的损坏而发生的第一荧光的强度的变化。更具体地，校正信号生成单元5通过将检测信号S1反相放大，然后将所获得的信号延迟图2所示的延迟时间t1来生成第一校正信号S2。第一校正信号S2被供应给加法单元8和放大器10。

延迟时间t1基于第一激励光的光点24与第二激励光的光点25之间的位置关系(例如，由连接光点24的中心和旋转中心的线与连接光点25的中心和旋转中心的线形成的角度)、旋转速度以及轮21的旋转方向来确定。在第二激励光的光点25隔着旋转中心位于与第一激励光的光点24相对的一侧的位置关系的情况下，无需考虑旋转方向。通过将检测信号S1延迟延迟时间t1，可校正第二荧光的强度的变化相对于第一荧光的强度的变化的延迟时间。

加法单元8将校正信号生成单元5所供应的第一校正信号S2叠加在激光电源单元6所供应的第一驱动信号S3上。通过将第一校正信号S2叠加在第一驱动信号S3上而生成的信号是驱动信号S7。驱动信号S7被供应给激光二极管单元7。

激光二极管单元7基于驱动信号S7来驱动激光二极管并将反馈信号S4供应给驱动信号供应单元11。反馈信号S4包含与叠加在第一驱动信号S3上的第一校正信号S2对应的变化分量。反馈信号S4被供应给减法单元9的一个输入。

放大器10将第一校正信号S2的电平调节为预定电平并供应该调节之后的信号作为输出第二校正信号S5。更具体地，放大器10将第一校正信号S2的电平减小与在生成激光二极管单元7的反馈信号S4的阶段确定的已知增益部分相等的量。放大器10所供应的第二校正信号S5被供应给减法单元9的另一输入。第二校正信号S5是与包含在反馈信号S4中的上述变化分量对应的信号。

减法单元9从激光二极管单元7所供应的反馈信号S4减去放大器10所供应的第二校正信号S5，由此消除包含在反馈信号S4中的上述变化分量。消除了上述变化分量的信号作为调节的反馈信号S6被供应给激光电源单元6。

根据上文所描述的本示例实施例的光源装置，表现出以下作用和效果。

当激励光的强度均匀时，荧光强度和荧光体层22的厚度基本上成比例关系。当荧光体层22的厚度均匀时，激励光强度和荧光强度基本上成比例关系。本示例实施例利用了这些关系。

如图2所示，当轮21旋转时第二激励光的轨迹与第一激励光的轨迹一致，由此由于间隙23、损坏、荧光体层22的厚度和浓度的变化而出现的第二荧光的强度的变化与第一荧光的强度的变化相对一致。结果，指示第二荧光的强度的变化的检测信号S1与第一荧光的强度的变化的模式相对一致，并且基于该检测信号S1，可获得第一激励光的强度的变化的模式以用于抵消第一荧光的强度的变化。

校正信号生成单元5生成检测信号S1被反相放大的第一校正信号S2，由此第一校正信号S2与第一荧光的强度的变化的模式相反的波形对应。结果，通过由第一校正信号S2被叠加在第一驱动信号S3上的驱动信号S7来操作激光二极管单元7，第一激励光的强度的变化抵消了第一荧光的强度的变化，由此防止了闪烁的发生。

如图2所示，第二激励光的光点25形成在与第一激励光的光点24分开的位置处，由此光学检测单元3和检测光生成单元4不阻挡第一荧光，另外，不干扰会聚第一激励光的诸如透镜的光学系统。

另外，由于荧光体层22随时间过去的变化(诸如荧光体的劣化或者接缝处的间隙的出现)，当轮21旋转时，第一荧光的强度可能变化。在这样的情况下同样，通过由第一校正信号S2被叠加在第一驱动信号S3上的驱动信号S7来操作激光二极管单元7，第一激励光的强度的变化抵消第一荧光的强度的变化，由此防止了闪烁的发生。

另外，第二激励光的强度充分低于第一激励光的强度，由此可防止由于第二激励光而引起的荧光体的劣化。

在本示例实施例的光源装置中，在光源装置的操作期间校正信号生成单元5可基于检测信号S1连续地生成第一校正信号S2。另选地，校正信号生成单元5可按照每一个预定期间或者按照任何定时生成轮21的一个旋转(一周期部分)的第一校正信号S2的波形图案，然后保持该波形图案并供应基于所保持的波形图案的第一校正信号S2。

第二示例实施例

图4是示出根据本发明的第二示例实施例的光源装置的配置的框图。

除了驱动信号供应单元11a的配置不同之外，图4所示的光源装置具有与第一示例实施例的光源装置相同的配置。为了避免冗余的说明，将省略与第一示例实施例的光源装置的配置相同的配置的说明。

驱动信号供应单元11a是基于来自光学检测单元3的检测信号S1使得第一激励光的强度变化的控制单元。驱动信号供应单元11a通过改变激光二极管单元7的驱动电流的大小来引起第一激励光的强度的变化。

驱动信号供应单元11a包括校正信号生成单元5a、激光电源单元6a和加法单元12。接下来更具体地描述驱动信号供应单元11a的各个部分的操作。

图5是用于描述驱动信号供应单元11a的操作的波形图。在图5中，为了方便起见而示意性地示出了信号波形，其不同于实际信号波形。在以下说明中，参考了图4和图5。

校正信号生成单元5a生成来自光学检测单元3的检测信号S1被放大的第一校正信号S11。更具体地，校正信号生成单元5a通过放大检测信号S1，然后将所实现的信号延迟图2所示的延迟时间t1来生成第一校正信号S11。第一校正信号S11实际上对应于作为激光二极管电流的所期望的变化的反馈量的两倍的信号(通过将反馈抵消量与实际校正量相加而实现的信号)。第一校正信号S11被供应给加法单元12的一个输入。

加法单元12将校正信号生成单元5a所供应的第一校正信号S11叠加在激光二极管单元7所供应的反馈信号S13上。通过将第一校正信号S11叠加在反馈信号S13上而实现的信号作为调节的反馈信号S14被供应给激光电源单元6a。

激光电源单元6a将符合从加法单元12供应的调节的反馈信号S14的大小的驱动信号S12供应给激光二极管单元7。

激光二极管单元7基于驱动信号S12驱动激光二极管并将反馈信号S13供应给驱动信号供应单元11a。反馈信号S13包含与第一校正信号S11对应的变化分量。变化分量的一部分通过在加法单元12中将第一校正信号S11叠加在反馈信号S13上来消除。

本示例实施例的光源装置也表现出与第一示例实施例相同的作用和效果。

第三示例实施例

图6是示出根据本发明的第三示例实施例的光源装置的配置的框图。

除了驱动信号供应单元11b、检测光生成单元4a和光学检测单元3a不同于第一示例实施例之外，图6所示的光源装置具有与第一示例实施例相同的配置。为了避免冗余的说明，这里省略与第一示例实施例的光源装置相同的配置。

检测光生成单元4a供应具有不生成荧光的能量(或波长)的检测光诸如红外光。检测光的强度是预定强度(固定强度)。检测光被轮21的形成有荧光体层22的表面(轮表面)反射。

光学检测单元3a向驱动信号供应单元11b供应通过将来自轮表面的检测光的反射光转换为电信号而获得的检测信号S31。检测光的反射光是响应于检测光从设置有荧光体层22的轮21发射的发射光。检测信号S31是与检测光的反射光的强度成比例的信号。例如，当存在荧光体层22的损坏或接缝的间隙23时，当轮21旋转时在损坏或间隙23的部分中检测光的反射光的强度减小。检测信号S31是根据反射光的强度的该变化而变化的信号。

图7给出激光二极管单元7所供应的第一激励光的光点24与检测光生成单元4a所供应的检测光的光点26之间的位置关系的示意性表示。如图7所示，第一激励光的光点24和检测光的光点26位于以旋转中心作为其圆心的同一圆(由虚线指示的圆)上。当轮22旋转时第一激励光的光点24的轨迹与检测光的光点26的轨迹一致。在图7的示例中，检测光的光点26隔着旋转中心位于与第一激励光的光点24相对的一侧，但是本发明不限于该位置关系。检测光的光点26可形成在第一激励光的光点24的轨迹上的任何位置处，只要光学检测单元3和检测光生成单元4不干扰会聚第一激励光的诸如透镜的光学系统即可。

驱动信号供应单元11b是基于来自光学检测单元3a的检测信号S31变化第一激励光的强度的控制单元。驱动信号供应单元11b通过变化激光二极管单元7的驱动电流的大小来变化第一激励光的强度。例如，当存在荧光体层22的接缝的间隙23时，在第一激励光的光点24经过包括间隙23的区域22a期间，驱动信号供应单元11b提高第一激励光的强度。这里，区域22a包括与在旋转方向上在间隙23之前和之后的第一激励光的光点24的大小对应的区域。另选地，代替经过区域22a期间，在第一激励光的光点24经过区域22a以外的区域22b期间，驱动信号供应单元11b可减小第一激励光的强度。这里假设执行前一种强度控制。

驱动信号供应单元11b包括校正信号生成单元5b、激光电源单元6b、加法单元8b、减法单元9b和放大器10b。激光电源单元6b、加法单元8b、减法单元9b和放大器10b分别与第一示例实施例中所描述的激光电源单元6、加法单元8、减法单元9和放大器10相同。

校正信号生成单元5b基于来自光学检测单元3a的检测信号S31生成第一校正信号S32，其抵消由于荧光体层22的损坏或接缝的间隙23而生成的第一荧光的强度的变化。例如，校正信号生成单元5b通过反相放大检测信号S31，然后将结果延迟图7所示的延迟时间t1来生成第一校正信号S32。

图8示出生成抵消由于间隙23而生成的第一荧光的强度的变化的第一校正信号S32的操作的示例。在以下说明中，参照图6至图8描述该操作。

检测光生成单元4a供应固定强度的检测光。检测光在轮21旋转的同时被照射在轮21的形成有荧光体层22的表面(轮表面)上。在检测光的光点26经过荧光体层22的接缝的间隙23期间，来自轮表面的反射光的强度减小。结果，在与检测光的光点26经过间隙23的期间对应的期间A，来自光学检测单元3a的检测信号S31的信号电平减小。该期间A是第一激励光的强度的变化的期间的基准。

校正信号生成单元5b首先生成检测信号S31被反相放大的定时信号。以比检测信号S31的下降沿晚时间t1的时间作为基准，该定时信号的上升沿的时间是比基准早时间t2的时间，定时信号的下降沿的时间是比基准晚时间t3的时间。时间t2相当于激光电源单元6b的响应时间。时间t3相当于期间A。

时间t1相当于第一示例实施例中所描述的延迟时间t1，并且由第一激励光的光点24和检测光的光点26之间的位置关系(例如，由连接光点24的中心和旋转中心的线与连接光点26的中心和旋转中心的线形成的角度)、旋转速度以及轮21的旋转方向来确定。在检测光的光点26隔着旋转中心位于与第一激励光的光点24相对的一侧的位置关系中，无需考虑旋转方向。

校正信号生成单元5b接下来基于上述定时信号生成第一校正信号S32。在第一校正信号S32中，信号电平在与时间t2对应的第一期间逐渐升高，在与时间t3对应的第二期间为固定电平，随后信号电平在第三期间之后逐渐下降。第二期间对应于第一激励光经过图7所示的区域23a的期间。

激光电源单元6b作为输出供应符合减法单元9b所供应的调节的反馈信号S36的大小的第一驱动信号S33。

加法单元8b将校正信号生成单元5b所供应的第一校正信号S32叠加在激光电源单元6b所供应的第一驱动信号S33上。通过将第一校正信号S32叠加在第一驱动信号S33上而得到的信号是驱动信号S37。驱动信号S37被供应给激光二极管单元7。

激光二极管单元7基于驱动信号S37驱动激光二极管并将反馈信号S34供应给驱动信号供应单元11b。反馈信号S34包括与叠加在第一驱动信号S33上的第一校正信号S32对应的变化分量。反馈信号S34被供应给减法单元9b的一个输入。

放大器10b调节来自校正信号生成单元5b的第一校正信号S32的电平以变为预定电平并作为输出供应作为该调节之后的信号的第二校正信号S35。更具体地，放大器10b将来自校正信号生成单元5b的第一校正信号S32的电平减小与在生成激光二极管单元7的反馈信号S34的阶段确定的已知增益部分对应的量。由放大器10b作为输出供应的第二校正信号S35被供应给减法单元9b的另一输入。第二校正信号S35是与包含在反馈信号S34中的上述变化分量对应的信号。

减法单元9b从激光二极管单元7所供应的反馈信号S34减去放大器10b所供应的第二校正信号S35，从而消除包含在反馈信号S34中的上述变化分量。消除了上述变化分量的信号作为调节的反馈信号S36被供应给激光电源单元6b。

通过上述操作，可减小由于荧光体层22的接缝的间隙23而生成的第一荧光的强度的变化。另外，由于荧光体层22的损坏而生成的第一荧光的强度的变化也可通过相同的操作来减小。

本示例实施例的光源装置表现出以下作用和效果。

当轮21旋转并且预定强度的第一激励光照射在荧光体层22上时，在损坏或间隙23的部分中第一荧光的强度减小。第一激励光的光点充分大于间隙23或损坏的宽度，并且当第一激励光的光点经过损坏或间隙23的部分时，如果第一激励光的强度升高，可防止第一荧光的强度的变化。

当使轮21旋转并且预定强度的检测光照射在荧光体层22上时，在损坏或间隙23的部分处，检测光的反射光的强度也减小。如图7所示，检测光的光点的轨迹与第一激励光的光点的轨迹匹配，并且可基于检测光的反射光的强度的变化来指定第一激励光的光点经过损坏或间隙23的部分的期间。

基于指示检测光的反射光的强度的变化的检测信号S31，校正信号生成单元5b生成预定波形的第一校正信号S32，其在第一激励光的光点经过损坏或间隙23的部分期间增加第一激励光的强度。通过使得激光二极管单元7由将该第一校正信号S32叠加在第一驱动信号S33上而实现的驱动信号S37来操作，第一荧光的强度的变化被第一激励光的强度的变化抵消，结果是防止了闪烁的发生。

另外，如图7所示，检测光的光点26形成在与第一激励光的光点24分开的位置处，由此光学检测单元3a和检测光生成单元4a不会阻挡第一荧光并且不会导致对会聚第一激励光的诸如透镜光学系统的干扰。

另外，代替第二激励光，使用诸如红外光的检测光，由此与第一和第二示例实施例相比可防止荧光体的劣化。

在本示例实施例的光源装置中，在光源装置的操作期间校正信号生成单元5b可基于检测信号S31连续地生成第一校正信号S32。另选地，对于每一个预定期间或者按照任何定时，校正信号生成单元5b可生成轮21的单个旋转(一周期部分)的第一校正信号S32的波形图案，然后保持该波形图案并供应基于所保持的波形图案的第一校正信号S32。

第四示例实施例

图9是示出根据本发明的第四示例实施例的光源装置的配置的框图。

除了驱动信号供应单元11c的不同配置之外，图9所示的光源装置具有与第二或第三示例实施例的光源装置相同的配置。为了避免冗余的说明，这里省略与第三示例实施例的光源装置相同的配置。

驱动信号供应单元11c是基于来自光学检测单元3a的检测信号S31变化第一激励光的强度的控制单元。驱动信号供应单元11c通过变化激光二极管单元7的驱动电流的大小来变化第一激励光的强度。

驱动信号供应单元11c包括校正信号生成单元5c、激光电源单元6c和加法单元12c。激光电源单元6c和加法单元12c分别与第二示例实施例中所描述的激光电源单元6b和加法单元12b相同。

校正信号生成单元5c不同于第三示例实施例，并且生成通过放大来自光学检测单元3a的检测信号S31而实现的定时信号。该定时信号是通过将图8所示的定时信号反相而实现的信号。以比检测信号S31的下降沿的时间晚时间间隔t1的时间作为基准，波形在比基准早时间间隔t2的时间处下降，在比基准晚时间间隔t3的时间处上升。

校正信号生成单元5c基于通过放大检测信号S31而实现的定时信号来生成第一校正信号S41。在第一校正信号S41中，信号电平在与时间间隔t2对应的第一期间逐渐下降，信号电平在与时间间隔t3对应的第二期间为固定电平，并且信号电平在第三期间之后逐渐上升。第二期间对应于第一激励光经过图7所示的区域23a的期间。然而，第一校正信号S41对应于实际上是激光二极管电流的期望的变化的反馈量的两倍的信号。

加法单元12c将校正信号生成单元5c所供应的第一校正信号S41叠加在激光二极管单元7所供应的反馈信号S43上。作为通过将第一校正信号S41叠加在反馈信号S43上而实现的叠加的信号，调节的反馈信号S44被供应给激光电源单元6c。

激光电源单元6c向激光二极管单元7供应符合加法单元12c所供应的调节的反馈信号S44的大小的驱动信号S42。

激光二极管单元7基于驱动信号S42驱动激光二极管并将反馈信号S43供应给驱动信号供应单元11。反馈信号S43包含与第一校正信号S41对应的变化分量。加法单元12通过将第一校正信号S41叠加在反馈信号S43上来消除变化分量的一部分。

本示例实施例也表现出与第三示例实施例相同的作用和效果。

上文所描述的各个示例实施例的光源装置仅是本发明的示例，在本领域普通技术人员将清楚的范围内这些光源装置的配置和操作可进行适当修改。

例如，形成在轮21上的荧光体层22也可形成为包括被第一激励光照射的外周的带状。

例如，形成在轮21上的荧光体层22可以是包含发射黄色荧光的荧光体的黄色荧光体层。

另外，荧光体层22可具有下述配置：其包括各自发射不同颜色的荧光的多种颜色的荧光体层，并且其中，第一激励光和第二激励光(或检测光)依次照射在各个颜色的荧光体层上。在这种情况下，各个颜色的荧光体层可包括：红色荧光体层，其包含发射红色荧光的荧光体；绿色荧光体层，其包含发射绿色荧光的荧光体；以及蓝色荧光体层，其包含发射蓝色荧光的蓝色荧光体。另选地，荧光体层22的一部分也可被制成反射光的反射体或者透射光的透射体。在这种情况下，基于符合各个颜色的荧光体和反射体或透射体的检测光的输出定时和强度来控制第一激励光的强度。可通过检测轮21的旋转定时来控制检测光的输出定时。然而，优选实现控制，使得第一激励光不照射各个颜色的荧光体层的边界部分。当此修改被应用于第三和第四示例实施例时，对于各个颜色的各个荧光体层，优选生成符合荧光特性的预定波形的校正信号以改变第一激励光的强度。

另外，尽管供应第一激励光和/或第二激励光的激励光源这里被示出为激光二极管，代替激光二极管，也可使用诸如发光二极管的光源。

投射型显示装置

任何上述示例实施例的光源装置通常可被应用于投射型显示装置(投影仪)。

一种投射型显示装置，包括：第一至第四示例实施例中的任一个中所描述的光源装置；调制从光源装置供应的光以形成图像的显示元件；以及对显示元件所形成的图像进行投射的投射光学系统。例如，显示元件是液晶显示装置或数字微镜装置(DMD)。

最后，本发明可采取诸如以下附记1-14中所示的形式，但是不限于这些形式。

[附记1]

一种光源装置，包括：

荧光体旋转体，该荧光体旋转体表面上形成有荧光体，并且在旋转轴与所述表面垂直的旋转状态下使用；

第一激励光源，该第一激励光源在所述表面上与旋转中心分离开预定距离的第一位置上照射第一激励光，以使得发射第一荧光；

检测光生成单元，该检测光生成单元在所述表面上与第一位置不同并且与旋转中心分离开所述预定距离的第二位置上照射检测光；

光学检测单元，该光学检测单元供应与响应于所述检测光从荧光体旋转体发射的发射光相对应的检测信号；以及

控制单元，该控制单元接收所述检测信号并基于该检测信号来控制第一激励光的强度。

[附记2]

在根据附记1所述的光源装置中：

所述控制单元在从接收到检测信号过去了预定时间间隔之后控制第一激励光的强度；并且

所述预定时间间隔通过在荧光体旋转体的表面上的第一激励光和检测光中的每一个在所述表面上的位置关系以及荧光体旋转体的旋转速度来确定。

[附记3]

在根据附记1或2所述的光源装置中，所述发射光是由所述检测光激励的第二荧光或者是检测光被荧光体旋转体反射的反射光。

[附记4]

在根据附记1至3中的任一项所述的光源装置中：

所述检测信号是指示所述发射光的强度的信号；并且

所述控制单元使得第一激励光的强度变化，使得第一荧光的强度的变化减小。

[附记5]

在根据附记1至4中的任一项所述的光源装置中，所述检测光的强度低于第一激励光的强度。

[附记6]

在根据附记1至5中的任一项所述的光源装置中：

所述第一激励光源是激光二极管或发光二极管；并且

所述控制单元控制所述第一激励光源的驱动电流。

[附记7]

在根据附记1至6中的任一项所述的光源装置中：

所述第一激励光源供应具有符合驱动电流的强度的第一激励光；并且

所述控制单元通过变化所述驱动电流来使得第一激励光的强度变化。

[附记8]

在根据附记7所述的光源装置中，所述控制单元基于所述检测信号生成符合第二荧光的强度的变化的校正信号，并且基于所述校正信号使得所述驱动电流变化。

[附记9]

在根据附记8所述的光源装置中：

所述第一激励光源将符合第一激励光的强度的第一反馈信号供应给所述控制单元；并且

所述控制单元包括：

校正信号生成单元，该校正信号生成单元生成第一校正信号，该第一校正信号通过反相放大所述检测信号，然后将结果延迟预定时间间隔来实现；

放大器，该放大器将由校正信号生成单元生成的第一校正信号的电平调节为预定电平，并且供应作为调节之后的信号的第二校正信号；

减法单元，该减法单元供应通过从第一反馈信号减去所述放大器所供应的第二校正信号而实现的第二反馈信号；

电源单元，该电源单元供应符合所述减法单元所供应的第二反馈信号的大小的第一驱动信号；以及

加法单元，该加法单元将校正信号生成单元所生成的第一校正信号叠加在所述电源单元所供应的第一驱动信号上，并且供应所叠加的信号作为驱动信号。

[附记10]

在根据附记8所述的光源装置中，

所述第一激励光源向控制单元供应符合第一激励光的强度的第一反馈信号；并且

所述控制单元包括：

校正信号生成单元，该校正信号生成单元生成第一校正信号，该第一校正信号通过放大所述检测信号，然后将结果延迟预定时间间隔来实现；

加法单元，该加法单元供应第二反馈信号，该第二反馈信号通过将校正信号生成单元所生成的第一校正信号叠加在第一反馈信号上来实现；以及

电源单元，该电源单元生成符合所述加法单元所供应的第二反馈信号的大小的第一驱动信号并且供应该第一驱动信号作为驱动信号。

[附记11]

在根据附记1至10中的任一项所述的光源装置中，在荧光体旋转体的表面上第二激励光的光点隔着旋转中心形成在与第一激励光的光点相对的一侧。

[附记12]

在根据附记1至11中的任一项所述的光源装置中，所述荧光体包括供应不同波长的荧光的两个或更多个荧光体区域。

[附记13]

一种投射型显示装置，包括：

根据附记1至12中的任一项所述的光源装置；

显示元件，该显示元件调节从所述光源装置供应的光以形成图像；以及

投射光学系统，该投射光学系统对所述显示元件所形成的图像进行投射。

[附记14]

一种光源控制方法，包括：

使得表面上形成有荧光体的荧光体旋转体旋转；

使得激励光照射在所述表面上与旋转轴分离开预定距离的第一位置，以使得发射荧光；

将检测光照射在所述表面上不同于第一位置并与所述旋转轴分离开所述预定距离的第二位置上，并检测响应于所述检测光从荧光体旋转体发射的发射光；以及

基于所述发射光的检测结果来控制所述激励光的强度。

标号的说明

1 荧光体轮驱动单元

2 荧光体轮单元

3 光学检测单元

4 检测光生成单元

5 校正信号生成单元

6 激光电源单元

7 激光二极管单元

8 加法单元

9 减法单元

10 放大器

11 驱动信号供应单元

Claims (10)

1.一种光源装置，包括：

荧光体旋转体，在所述荧光体旋转体的表面上形成有荧光体，并且在旋转轴与所述表面垂直的旋转状态下使用；

第一激励光源，所述第一激励光源在所述表面上与旋转中心分离开预定距离的第一位置上照射第一激励光，以使得发射第一荧光；

检测光生成单元，所述检测光生成单元在所述表面上与所述第一位置不同并且与所述旋转中心分离开所述预定距离的第二位置上照射检测光；

光学检测单元，所述光学检测单元供应与响应于所述检测光从所述荧光体旋转体发射的发射光相对应的检测信号；以及

控制单元，所述控制单元接收所述检测信号并基于所述检测信号来控制所述第一激励光的强度，

其中，所述检测信号取决于从所述荧光体旋转体发射的所述发射光的强度的改变。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其中：

所述控制单元在从接收到所述检测信号过去了预定时间间隔之后控制所述第一激励光的强度；并且

所述预定时间间隔通过在所述荧光体旋转体的所述表面上的所述第一激励光和所述检测光中的每一个在所述表面上的位置关系以及所述荧光体旋转体的旋转速度来确定。

3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，所述发射光是由所述检测光激励的第二荧光或者是所述检测光被所述荧光体旋转体反射的反射光。

4.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中：

所述检测信号是指示所述发射光的强度的信号；并且

所述控制单元使得所述第一激励光的强度变化，使得所述第一荧光的强度的变化减小。

5.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，所述检测光的强度低于所述第一激励光的强度。

6.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中：

所述第一激励光源供应具有符合驱动电流的强度的所述第一激励光；并且

所述控制单元通过变化所述驱动电流来使得所述第一激励光的强度变化。

7.根据权利要求6所述的光源装置，其中：

所述发射光是由所述检测光激励的第二荧光；并且

所述控制单元基于所述检测信号生成符合所述第二荧光的强度的变化的校正信号，并且基于所述校正信号使得所述驱动电流变化。

8.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中：

在所述荧光体旋转体的所述表面上的所述检测光的光点隔着所述旋转中心形成在与所述第一激励光的光点相对的一侧。

9.一种投射型显示装置，包括：

根据权利要求1至8中的任一项所述的光源装置；

显示元件，所述显示元件调节从所述光源装置供应的光以形成图像；以及

投射光学系统，所述投射光学系统对所述显示元件所形成的图像进行投射。

10.一种光源控制方法，包括：

使得表面上形成有荧光体的荧光体旋转体旋转；

使得激励光照射在所述表面上与旋转中心分离开预定距离的第一位置，以使得发射荧光；

将检测光照射在所述表面上不同于所述第一位置并与所述旋转中心分离开所述预定距离的第二位置上，并检测响应于所述检测光从所述荧光体旋转体发射的发射光；以及

基于所述发射光的检测结果来控制所述激励光的强度，

其中，所述检测结果取决于从所述荧光体旋转体发射的所述发射光的强度的改变。

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