CN111373322A

CN111373322A - 荧光体构件、光源装置、投影仪及色度调整方法

Info

Publication number: CN111373322A
Application number: CN201880075455.6A
Authority: CN
Inventors: 高桥功
Original assignee: NEC Display Solutions Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-07-03
Also published as: JPWO2019102987A1; WO2019102596A1; US11340444B2; WO2019102987A1; JP6974498B2; US11187888B2; US20210195151A1; JP7178469B2; US20200218058A1; JP2022028725A

Abstract

提供了一种能够准确地检测混合色光的色度的荧光体构件。荧光体构件包括：荧光体板(11)，该荧光体板将激发光的一部分转换成荧光，并射出包括荧光和激发光的其余部分的混合色光(15a、15b)；和反射层(11)，该反射层设置在荧光体板(10)上，并且该反射层透射混合色光(15a、15b)的一部分并反射其余部分。

Description

荧光体构件、光源装置、投影仪及色度调整方法

技术领域

本发明涉及荧光体构件、光源装置、投影仪及色度调整方法。

背景技术

一些最近的投影仪包括将荧光体与诸如LD(激光二极管)或LED(发光二极管)的固态光源组合以获得白光的光源装置。

专利文献1描述了光源装置的示例。专利文献1中描述的光源装置包括射出蓝色激发光的激发光源和荧光体轮。荧光体轮包括可旋转的旋转基板和在整个周边上形成在旋转基板上的荧光体层。激发光通过聚光透镜聚光在荧光体层上。荧光体层包括由激发光激发以射出黄色荧光的荧光体。在旋转基板以恒定的旋转速度旋转的状态下，将激发光照射至荧光体层。激发光的一部分穿过荧光体层，其余部分被荧光体转换成黄色荧光。合成穿过荧光体层的蓝光(激发光)和由荧光体射出的黄色荧光，以获得白光。白光可以称为激发光和荧光的混合光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2012-088657

发明内容

本发明要解决的问题

在专利文献1中描述的光源装置中，当较长时间段使用激发光源时，由激发光源射出的激发光的量可能减少。激发光的量的这种减少称为激发光源的劣化。另外，荧光体具有如下特性：随着荧光体的温度升高，将从激发光获得的激发能量转换成荧光的转换效率降低。荧光的这种转换效率也称为内部量子效率。

当激发光源劣化时，激发光的量减少，并且白光中包括的蓝光的量减少。另外，由于照射到荧光体的激发光的量减少并且荧光体的温度降低，所以荧光的转换效率增加并且白光中包括的荧光的量增加。结果，白光的色调改变。

如上所述，专利文献1中公开的光源装置具有以下问题：从光源装置射出的光的色调由于激发光源的劣化等而改变。

为了调整从光源装置射出的光的色调，期望直接监视激发光和荧光的混合光，以准确地检测混合光的色度。

本发明的目的是提供一种荧光体构件、光源装置、投影仪以及色度调整方法，其能够解决上述问题并且能够准确地检测混合光的色度。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明的荧光体构件包括：荧光体板，该荧光体板将激发光的一部分转换成荧光，并且射出包括荧光和激发光的其余部分的混合色光；和反射层，该反射层设置在荧光体板上，并且该反射层透射混合色光的一部分并反射混合色光的其余部分。

本发明的第一光源装置包括上述荧光体构件。

本发明的第二光源装置包括上述荧光体构件和光学传感器，该光学传感器测量穿过反射层的混合色光的色度。

本发明的投影仪包括上述光源装置、对从光源装置射出的光进行调制以形成图像的图像形成元件以及对图像进行投影的投影透镜。

本发明的色度调整方法是一种调整包括荧光体构件的光源装置的色度的方法，该荧光体构件包括：荧光体板，该荧光体板将激发光的一部分转换成荧光并射出包括荧光和激发光的其余部分的混合色光；和反射层，该反射层设置在荧光体板上，并且该反射层透射混合色光的一部分并反射混合色光的其余部分，该方法包括：接收穿过荧光体构件的反射层的混合色光，以测量混合色光的色度；以及基于色度的测量结果调整混合色光的色度。

发明效果

根据本发明，由于可以直接监视激发光和荧光的混合光，因此可以准确地检测混合光的色度。

附图说明

图1A是用于说明根据本发明的第一示例实施方式的荧光体构件的构造的示意图。

图1B是用于说明根据本发明的第一示例实施例的荧光体构件的构造的示意图。

图2是示出图1A和图1B所示的荧光体的反射层的光谱反射/透射特性的示例的特性图。

图3A是示意性地示出根据本发明第二示例实施例的荧光体构件的构造的前视图。

图3B是图3A中由虚线的箭头A指示的部分的截面图。

图3C是图3A中由虚线的箭头B指示的部分的截面图。

图4是示出根据本发明的第三示例实施例的光源装置的构造的框图。

图5是示出在图4所示的光源装置中通过使用偏振将激发光和混合色光分离的构造的示例的示意图。

图6是用于说明作为比较示例的光源装置的构造的示意图。

图7是示出根据本发明的第四示例实施例的光源装置的构造的框图。

图8是示出图7所示的光源装置的色度调整方法的过程的流程图。

图9是色度图，其中在xy色度坐标中绘制了由不具有色度调整机构的光源装置射出的白光的色度变化。

图10是示出不具有色度调整机构的光源装置的蓝光和黄色荧光中的每一个的照度维持比率的变化的图。

图11是示出根据本发明的第七示例实施例的光源装置的构造的框图。

图12是示出图11所示的光源装置的增益调整方法的过程的流程图。

图13是示出根据本发明的第八示例实施例的投影仪的构造的框图。

图14是示出根据本发明的第九示例实施例的投影仪的构造的框图。

具体实施方式

接下来，下一步参考附图描述本发明的示例实施例。

[第一示例实施例]

图1A和图1B是用于说明根据本发明的第一示例实施方式的荧光体构件的构造的示意图。

如图1A和1B所示，荧光体构件包括荧光体板10和设置在荧光体板10上的反射层11。激发光13进入荧光体板10(参考图1A)。荧光体板10将激发光13的一部分转换成荧光14，并射出包括荧光14和激发光的其余部分(13a、13b)的混合光(15a、15b)。反射层11透射混合色光的一部分并反射混合色光的其余部分(参考图1B)。

在本示例实施例的荧光体构件中，荧光体在所有方向上射出荧光。由荧光体射出的荧光14的一部分进入反射层11。反射层11反射入射的荧光的一部分并透射其余部分。在激发光13中，未用于激发荧光体的激发光穿过荧光体板10进入反射层11。反射层11反射入射的激发光的一部分并透射其余部分。

从作为荧光体板10侧上的表面的荧光体构件的第一表面射出混合色光15a，该混合色光15a包括激发光13a和荧光14两者，激发光13a是来自反射层11的反射光，荧光14在与反射层11的相反方向上被引导。包括荧光14和激发光13b两者且穿过反射层11的混合色光15b从第二表面射出，该第二表面是反射层11侧上的荧光体构件的表面。混合光15b的量充分小于混合光15a的量。由于混合光15a的色调与混合光15b的色调相同，因此可以通过监视混合光15b来准确地检测出混合光15a的色度。

图2示出了反射层11的光谱反射/透射特性的示例。在图2中，纵轴表示反射率(％)且横轴表示波长(nm)。如图2所示，在420nm至700nm的波长范围内，反射层11具有平均99％或以上的反射率和平均小于1％的透射率。例如，当激发光的波长为约450nm时，约99％的激发光被反射层11反射，且约1％的激发光通过反射层11。当荧光14的波长为480nm至700nm之间，约99％的荧光被反射层11反射，且约1％的荧光通过反射层11。这样，由于作为监视光的混合光15b的量与混合光15a的量相比足够小，因此可以减小监视光的比率，并且可以防止亮度降低。

以下修改可以应用于本实施例的荧光体构件。

荧光体板10可以包括透明基板和包括荧光体并形成在基板的一个表面上的荧光体层。在这种情况下，可以在基板和荧光体层之间形成反射层11，或者可以在基板的与形成荧光体层的表面相反的表面上形成反射层11。

荧光体板10还可包括：板构件，该板构件包括在圆周方向上彼此相邻的第一段和第二段，其中，第一段包括透射性基板且第二段包括金属基板；以及荧光体层，该荧光体层包括荧光体，并且在第一段和第二段上周向地形成。在这种情况下，反射层11可以形成在基板和荧光体层之间，或者可以形成在基板的与形成荧光体层的表面相反的表面上。

基板的与荧光体层相反的表面可以是用于漫射光的漫射表面。漫射表面可以是例如对其实施了表面处理以使其成为毛玻璃的表面。基板也可以由玻璃或蓝宝石组成，或者可以是玻璃和蓝宝石的共晶混合物。

荧光体板10可以由与荧光体混合的透明陶瓷或透明有机材料制成。在这种情况下，可以在荧光体板的一个表面上设置反射层11。透明陶瓷是例如透明氧化铝等。这种陶瓷也称为精细陶瓷。透明有机材料是例如透明树脂等。

本实施方式的荧光体构件可以应用于光源装置。光源装置可以包括上述荧光体构件和用于测量穿过反射层的混合色光的色度的光学传感器。光学传感器可以是能够测量混合色光的色度的任何传感器。例如，光学传感器可以是颜色传感器。稍后将描述颜色传感器的细节。

光源装置可以进一步包括色度调整单元，该色度调整单元基于光学传感器的测量值来调整混合色光的色度。在这种情况下，色度调整单元可以基于光学传感器的测量值，来调整使荧光体板10旋转的电动机的旋转频率。例如，色度调整单元可以基于先前色度测量值与当前色度测量值之间的差，来调整荧光体板10的旋转速度。另外，色度调整单元可以基于光学传感器的测量值来调整图像形成单元的输入视频信号的增益，在该图像形成单元中，将从混合光分离出的多个色光各自调制以形成图像。例如，色度调整单元可以基于先前的色度测量值与当前色度测量值之间的差来调整输入视频信号的增益。

如上所述的光源装置可以应用于投影仪。投影仪可以包括上述光源装置、对从光源装置射出的光进行调制以形成图像的图像形成元件、以及对图像进行投影的投影透镜。

[第二示例实施例]

如图3A、图3B和图3C是用于说明根据本发明公开的第二示例实施例的荧光体构件的构造的示意图。图3A是前视图。图3B是图3A中的由虚线的箭头A指示的部分的截面图。图3C是图3A中的由虚线的箭头B指示的部分的截面图。

如图3A、图3B和图3C所示，荧光体构件由荧光体轮4组成。荧光体轮4包括基板44、荧光体层43和反射层45。基板44包括透明基板41和金属基板42。

透明基板41和金属基板42一体地形成薄盘状基板44。透明基板41形成为扇形。通过从基板44移除扇形透明基板41而获得的部分是金属基板42。透明基板41和金属基板42可以被称为第一周向相邻段和第二周向相邻段。

金属基板42与整个基板44的比率大于透明基板41与整个基板44的比率。例如，将散热性优异且成本低的铝优选用作金属基板42。例如，可以将散热性优异的玻璃或蓝宝石用作透明基板41。透明基板41可以由玻璃和蓝宝石的共晶混合物制成。

在透明基板41和金属基板42两者上形成有荧光体层43。如图3B所示，在透明基板41和荧光体层43之间设置反射层45。如图3C所示，在金属基板42上设置荧光体层43。荧光体层43设置在整个圆周上。可以在透明基板41的与形成有荧光体层43的表面相反的表面上形成反射层45。透明基板41的与荧光体层43相反的表面可以是用于漫射光的漫射表面。漫射表面可以是例如对其实施了表面处理以成为毛玻璃的表面。

在本实施例的荧光体构件中，在荧光体轮4旋转时照射激发光。激发光依次入射在第一段(透明基板41的一部分)和第二段(金属基板42的一部分)上。

在第一段中，由荧光体层43中的荧光体射出的荧光的一部分进入反射层45。反射层45反射入射的荧光的一部分并透射其余部分。在激发光中，未用于激发荧光体的激发光穿过荧光体层43进入反射层45。反射层45反射入射的激发光的一部分并透射其余部分。

从荧光体轮4的第一表面射出包括作为由反射层45反射的光的激发光和在与反射层相反的方向上被引导的荧光两者的第一混合色光。从荧光体轮4的与第一表面相反的第二表面射出第二混合色光，该第二混合色光包括被透射通过反射层45的荧光和激发光两者。第二混合色光的量充分小于第一混合色光的量。由于第二混合色光的色调与第一混合色光的色调相同，因此可以通过监视第二混合色光来准确地检测第一混合色光的色度。因此，本实施例的荧光体构件也表现出与上述第一示例实施例相同的操作和效果。

在第二段中，由荧光体层43中的荧光体射出的荧光的一部分进入金属基板42。金属基板42将入射的荧光向荧光体层43反射。在激发光中，未用于激发荧光体的激发光穿过荧光体层43进入金属基板42。金属基板42将入射的激发光向荧光体层43反射。作为由金属基板42反射的光的激发光的一部分激发荧光体且其余部分穿过荧光体层43。因此，从荧光体层43的与金属基板42相反的表面射出包括荧光和激发光两者的混合色光。该混合色光的色调与第二混合色光的色调基本相同。

同样在本示例实施例的荧光体构件中，可以应用第一示例实施例的变型。

在图3所示的荧光体轮4中，基板44可以仅由透明基板41构成。在这种情况下，在透明基板41的整个圆周上形成荧光体层43。可以在在荧光体层43与透明基板41之间形成反射层45，或者可以在透明基板41的与荧光体层43相反的表面上形成反射层45。透明基板41的与荧光体层43相反的表面可以是用于漫射光的漫射表面。漫射表面可以是例如对其施加表面处理以变成毛玻璃的表面。

[第三示例实施例]

参考图4，光源装置包括激发光源101、荧光体构件100、光学传感器102和色度调整单元103。荧光体构件100是在第一示例实施例或第二示例实施例中描述的荧光体构件。激发光源101射出激发光101a以激发荧光体构件100中包括的荧光体。作为激发光源101，可以使用诸如LED或LD的固态光源。

荧光体构件100将激发光101a的一部分转换成荧光，并射出包括荧光和激发光101a的其余部分的混合光100a、100b。从荧光体构件100的第一表面射出混合色光100a。从荧光体构件100的是与第一表面相反的表面的第二表面射出混合色光100b。混合色光100a的量大于混合色光100b的量。混合光100a的色调与混合光100b的色调基本相同。

光学传感器102接收从荧光体构件100的第二表面射出的混合色光100b。光学传感器102可以是能够测量混合色光100b的色度的任何传感器。作为光学传感器102，可以使用颜色传感器。

色度调整单元103基于光学传感器102的测量值来调整混合色光100a的色度。例如，色度调整单元103可以调整使荧光体构件100的荧光体板旋转的电动机的旋转频率，使得混合光100a的色度变成预确定值。另外，色度调整单元103可以基于光学传感器102的测量值来调整输入到通过对从混合光100a分离的多个色光进行调制而形成图像的图像形成单元的视频信号的增益。例如，色度调整单元103可以调整输入视频信号的增益，使得从图像形成单元射出的每个色光的合成光的色度变成预确定值。

在图4所示的结构中，可以通过使用偏振光将激发光101a和混合色光100a彼此分离。例如，图5示出了使用偏振光将激发光101a和混合色光100a分开的构造。

参考图5，在激发光源101和荧光体构件100之间的光路上设置偏振二向色镜104、1/4波长板105和聚光透镜106。偏振二向色镜104具有关于蓝色波长区域中的光反射S偏振光且透射P偏振光的特性，并且进一步具有关于非偏振光透射至少黄色波长范围内的光的特性。

激发光源101例如是蓝色激光二极管。设置激发光源101，使得S偏振蓝色激发光101a进入偏振二向色镜104。偏振二向色镜104将来自激发光源101的S偏振蓝色激发光101a向荧光体构件100反射。

将由偏振二向色镜104反射的S偏振蓝色激发光101a经由1/4波长板105和聚光透镜106照射到荧光体构件100上。1/4波长板105可以通过向彼此正交的两个偏振分量施加π/2(＝λ/4)的相位差，来将线性偏振光转换为圆偏振光，或将圆偏振光转换成线性偏振光。蓝色激发光101a通过穿过1/4波长板105而从S偏振光转换成圆偏振光。聚光透镜106将穿过1/4波长板203的圆偏振蓝色激发光101a聚光在荧光体构件100上。

荧光体构件100射出包括圆偏振蓝光101b和黄色荧光101c的混合色光100a、100b。混合色光100b进入光学传感器102。混合色光100a穿过聚光透镜106和1/4波长板105，并且然后进入偏振二向色镜104。此时，圆偏振蓝光101b通过穿过1/4波长板105而从圆偏振光转换成P偏振光。P偏振蓝光101b穿过偏振二向色镜104。非偏振黄色荧光101c也穿过偏振二向色镜104。

根据图5所示的配置，激发光101a和混合色光100a可以彼此分离。

在图5所示的配置中，在由激发光源101和偏振二向色镜104组成的部分中，s偏振光/p偏振光与反射/透射之间的对应关系可以颠倒。

根据以上描述的本示例实施例的光源装置，除了在第一实施例中说明的效果以外，当较长时间段使用激发光源101时，还能够减少混合色光的色调变化。

另外，根据本示例实施例的光源装置，通过使用荧光体构件100，与在混合光的光路附近布置光传感器的光源装置相比，能够得到以下的操作和效果。

<比较示例>

首先，将描述将光学传感器布置在混合光100a的光路附近的比较示的构造及其问题。

图6示出了比较示例的光源装置的构造。该比较示例的光源装置包括荧光体轮110、激发光源101、偏振二向色镜104、1/4波长板105，聚光透镜106和光学传感器102a。激发光源101例如由6行4列的24个蓝色LD构成。在图6中，虚线箭头指示从中心处的蓝色LD射出的蓝色激光。实线箭头指示从周边部分中的蓝色LD发射的蓝色激光。

在荧光体轮110中，在整个圆周上在金属基板上形成荧光体层。偏振二向色镜104、1/4波长板105和聚光透镜106与图5所示的那些相同。将从激发光源101射出的蓝色激光经由偏振二向色镜104、1/4波长板105和聚光透镜106照射到荧光体轮110的荧光体层上。荧光体层将蓝色激光的一部分转换成荧光。荧光体轮110向聚光透镜106射出包括荧光和蓝色激光的混合色光。

将光学传感器102a布置在偏振二向色镜104的端部附近。光学传感器102a接收穿过偏振二向色镜104的混合色光的光通量的最外的光。这里，混合色光包括由中心部分的蓝色LD射出的蓝色激光和由周边部分的蓝色LD射出的蓝色激光。从周边部分中的蓝色LD射出的蓝色激光主要进入光学传感器102a。因此，在光学传感器102a的色度测量结果中，周边部分中的蓝色LD占主导。

关于蓝色LD的劣化，蓝色LD之间存在个体差异。因此，如上所述，在周边部分中的蓝色LD占主导的构造中，当激发光源101劣化时，难以准确地测量混合色光的色度。例如，当仅中间部分中的蓝色LD劣化时，由于未劣化的周边部分中的蓝色LD占主导，因此光学传感器102a的测定结果与原始色度不同。相反，当仅周边部分中的蓝色LD劣化时，由于未劣化的中心部分中的蓝色LD未被充分反射，因此光学传感器102a的测量结果与原始色度不同。

另一方面，根据本示例实施例的光源装置，荧光体构件100射出混合色光100a和100b。混合色光100a和100b各自包括由中间部分的蓝色LD射出的蓝色激光和由周边部分的蓝色LD射出的蓝色激光。混合色光100a的色度与混合色光100b的色度相同。由于光学传感器102可以接收全部混合色光100b，因此，周边部分中的蓝色LD不像比较示例中一样占主导。因此，可以准确地检测混合色光的色度。

[第四示例实施例]

图7是示出根据本发明的第四示例实施例的光源装置的构造的框图。参考图7，光源装置2包括激发光源201、偏振二向色镜202、1/4波长板203、聚光透镜204、荧光体轮205、颜色传感器207、定时器208、电动机旋转频率确定单元209、存储器210、电动机驱动单元211、电动机212和透镜213。包括颜色传感器207、定时器208、电动机驱动单元211和电动机旋转频率确定单元209的部分可以称为色度调整单元。

激发光源201向偏振二向色镜202发射s偏振激发光。作为激发光源201，可以使用诸如LD的固态光源。这里，激发光源201包括蓝色LD和用于准直蓝色LD的射出光的准直透镜。当使用诸如LED的不具有偏振光的光源时，使用将入射光与s偏振光对准的偏振转换元件。

将偏振二向色镜202设置成使得从激发光源201射出的蓝色激发光(s偏振光)以大约45°的入射角入射。偏振二向色镜202具有关于蓝色波长区域中的光使s偏振光反射且使p偏振光透射，并且使除了蓝色波长区域以外的波长区域的光透射的特性。偏光二向色镜202向1/4波长板203反射来自激发光源201的蓝色激发光(s偏振光)。在由激发光源201和偏光二向色镜202构成的部分中，s偏振光/p偏振光和反射/透射之间的对应关系可以颠倒。

将由偏振二向色镜202反射的蓝色激发光经由1/4波长板203和聚光透镜204照射在荧光体轮205上。1/4波长板203可以通过向彼此正交的两个偏振分量施加π/2(＝λ/4)的相位差，来将线性偏振光转换成圆偏振光，或将圆偏振光转换为线性偏振光。聚光透镜204将穿过1/4波长板203的激发光聚光在荧光体轮205上。

荧光体轮205包括薄盘状透明基板。透明基板可绕盘表面的中心旋转。透明基板例如由蓝宝石制成。在透明基板上设置如图2所示的具有光谱反射/透射特性的反射层。在反射层上设置包括吸收蓝色激发光并射出黄色荧光的荧光体的荧光体层。反射层和荧光体层两者沿着圆周方向形成环形形状。

在荧光体层中，荧光体被入射的蓝色激发光激发。所激发的荧光体在所有方向上射出黄色荧光。在于所有方向上射出的黄色荧光中，被引导朝向反射层侧的黄色荧光被反射层向聚光透镜204侧反射。在这里，由于反射层不构成全反射面，因此黄色荧光的一部分(0.数％)透射通过反射层。

从聚光透镜204侧进入荧光体层的蓝色激发光的一部分不被荧光体吸收而到达反射层。反射层将到达的蓝色激发光向荧光体层反射。在这里，由于反射层不构成全反射面，因此到达的蓝色激发光的一部分(0.数％)透射穿过反射层。由反射层反射的蓝色激发光再次在荧光体层中向聚光透镜204侧行进。

在荧光体轮205中，荧光体层向聚光透镜204发射白光，该白光是包括蓝色激发光和黄色荧光的混合色光。另一方面，作为包括已穿过反射层的黄色荧光和蓝色激发光的混合色光的白光从荧光体轮205的背面即被激发光照射的表面的背面射出。将反射层配置成使颜色传感器207测量色度所必需的微量白光通过。穿过反射层的白光的色度与从荧光体层朝向聚光透镜204侧的白光的色度基本匹配。

将颜色传感器207设置在荧光体轮205的背面侧。颜色传感器207具有测量穿过反射层的白光的色度的功能。作为色度测量功能，可以应用现有色谱仪的功能。作为示例，以下将简要描述用于从RGB的比率获得色度信息的配置。

颜色传感器207具有带有红色滤光片的第一光接收表面、带有绿色滤光片的第二光接收表面以及带有蓝色滤光片的第三光接收表面。红色滤光片透射可见光的红色波长区域内的光，并吸收其他波长区域内的光。绿色滤光片透射可见光的绿色波长区域内的光，并吸收其他波长区域内的光。蓝色滤光片透射可见光的蓝色波长区域内的光，并吸收其他波长区域内的光。第一光接收表面、第二光接收表面和第三光接收表面的面积相同。颜色传感器207分别测量入射在第一光接收表面上的光(红色分量)的量、入射在第二光接收表面上的光(绿色分量)的量和入射在第三光接收表面上的光(蓝色分量)的量。颜色传感器207将测量信息转换为色度信息。颜色传感器207将色度信息发送到电动机旋转频率确定单元209。

定时器208测量光源装置2的总驱动时间。在这里，总驱动时间意指对荧光体轮205被激发光照射的时间的总和。

电动机旋转频率确定单元209包括存储器210。存储器210存储色度数据以用于比较。在本示例实施例中，作为用于比较的色度，存储器210存储在初始驱动即在最初执行光源装置2的驱动的时间处由颜色传感器207测量的色度数据。电动机旋转频率确定单元209执行稍后将描述的色度调整处理，确定电动机的旋转频率，并将其信息发送至电动机驱动单元211。

电动机212使荧光体轮205旋转。电动机驱动单元211基于从电动机旋转频率确定单元209发送的电动机的旋转频率的信息来使电动机212旋转。

接下来，将详细描述用于获得包括蓝色激发光和黄色荧光的白光的本示例实施例的光源装置2的操作。

激发光源201射出作为S偏振光的蓝色激发光。从激发光源201射出的蓝色激发光(S偏振光)进入偏振二向色镜202。偏振二向色镜202将蓝色激发光(S偏振光)朝向1/4波长板203反射。蓝色激发光(S偏振光)通过穿过1/4波长板203被圆偏振。穿过1/4波长板203的蓝色激发光(圆偏振光)进入聚光透镜204。聚光透镜204将蓝色激发光(圆偏振光)聚光在荧光体轮205上。

在荧光体轮205中，蓝色激发光(圆偏振光)的一部分穿过荧光体层到达反射层。反射层将到达的蓝色激发光(圆偏振光)向聚光透镜204侧反射。由反射层反射的蓝色激发光(圆偏振光)的一部分穿过荧光体层。穿过荧光体层的蓝色激发光(圆偏振光)经由聚光透镜204进入1/4波长板203。

来自反射层的蓝色激发光(圆偏振光)穿过1/4波长板203而变成p偏振光。穿过1/4波长板203的蓝色激发光(p偏振光)穿过偏振二向色镜202。

在荧光体层中，由入射的蓝色激发光激发荧光体。所激发的荧光体在所有方向上射出黄色荧光。在所有方向上射出的黄色荧光中，被引导朝向反射层侧的黄色荧光被反射层向聚光透镜204侧反射。荧光体层向聚光透镜204侧射出黄色荧光。来自荧光体层的黄色荧光以此顺序穿过聚光透镜204、1/4波长板203和偏振二向色镜202。

各自穿过偏振二向色镜202的蓝色激发光和黄色荧光以相同的光路进入透镜213。透镜213射出白光，该白光是包括蓝色激发光和黄色荧光的混合色光。从透镜213射出的白光是从光源装置2射出的光。

另一方面，从荧光体轮205的背面射出作为包括各自穿过反射层的蓝色激发光和黄色荧光的混合色光的白光。从荧光体轮205的背面射出的白光进入颜色传感器207。

接下来，将详细描述本示例实施例的光源装置2的色度调整操作。

图8是示出光源装置2的色度调整方法的过程的流程图。将参照图7和图8描述光源装置2的色度调整方法。

当由计时器208测量的时间达到预确定时间时，在步骤S10中，颜色传感器207测量从荧光体轮205的背面射出的白光的色度。然后，颜色传感器207基于测量结果向电动机旋转频率确定单元209输出色度信息。在这里，可以任意设置预确定时间。例如，可以将100小时或200小时设置为预定时间。

在步骤S11中，电动机旋转频率确定单元209计算色度差，该色度差是从颜色传感器207输出的色度信息中包括的色度与存储在存储器210中的用于比较的色度(初始色度)之间的差。

在步骤S12中，电动机旋转频率确定单元209基于在步骤S11中计算出的色度差来确定电动机212的旋转频率。然后，电动机旋转频率确定单元209向电动机驱动单元211发送指示所确定的旋转频率的信号。在这里，可以在存储器210中存储表，在该表中，将色度差和电动机的旋转频率彼此关联地存储，并且电动机旋转频率确定单元209可以参考该表来确定电动机212的旋转频率。

在步骤S13中，电动机驱动单元211从电动机旋转频率确定单元209接收指示电动机旋转频率的信号。电动机驱动单元211使电动机212以由接收到的信号指示的旋转频率(由电动机旋转频率确定单元209确定的旋转频率)旋转。

根据上述本示例实施例的光源装置2，与第三示例实施例类似，当较长时间段使用光源装置2时，可以减少混合色光的色调变化。

在下文中，将详细描述光源装置2的操作和效果以及白光的颜色改变的问题。

首先，将描述在不具有色度调整机构的光源装置中，由于激发光源因为老化而劣化导致而白光的颜色变化的问题。

图9是在xy色度坐标上绘制的从不具有色度调整机构的光源装置射出的白光的色度变化的色度图。xy色度坐标基于三色值XYZ，三色值XYZ是颜色系统的三种原色。在xy色度坐标系中，黄色朝右上方(沿图中箭头方向)变深。如从图9可以看出的，色度图位置根据时间的流逝而向上和向右移位。这意味着，随着时间的流逝，从光源装置射出的光的黄色分量变得更强。

图10是示出不具有色度调整机构的光源装置的蓝光和黄色荧光的照度维持比率的变化的图。在图10中，纵轴表示照度维持比率(％)，且横轴表示光源的驱动时间。在图10中，黑色菱形指示蓝光，且黑色正方形表示黄色荧光。将驱动时间为0(h)时蓝光的照度和黄色荧光的照度分别定义为100％。

如从图10中可以看出的，蓝色和黄色荧光的每一个的照度随着时间的流逝而降低。蓝光和黄色荧光的照度的降低率不同。蓝光的照度的降低率大于黄色荧光的照度的降低率。这意味着，关于由光源装置射出的白光中包括的蓝光和黄色荧光，黄色荧光与蓝光的比率随着时间的流逝而增加。该结果与图9的结果一致。

即，根据图9和图10的结果，可以看出，当较长时间段使用光源装置时，从光源装置射出的白光的黄度增加。

根据本示例实施例的光源装置2，可以如下解决白光的黄度变强的问题。

例如，当定时器208到达预确定时间时，如果由于白光中包括的蓝色分量与黄色分量的比率的变化而使黄色分量相对于蓝色分量增加，则电动机旋转频率确定单元209降低电动机212的旋转频率。当电动机212的旋转频率降低时，荧光体轮205的旋转速度降低。当荧光体轮205的转速降低时，由于伴随着轮的旋转的冷却效果降低，并且单位面积的激发光的照射时间增加，因此，荧光体轮205的被激发光照射的部分的温度上升。因此，荧光体的温度升高，并且结果，内部量子效率降低。如果内部量子效率降低，则由荧光体射出的黄色荧光的量减少。结果，由荧光体轮205射出的白光的黄色分量减少。因此，可以防止从光源装置2射出的白光的色度变化。

另外，当较长时间段使用荧光体时，荧光的量逐渐减少。由于荧光体因为老化而劣化，因此白光中包含的蓝色分量和黄色分量的比率改变。例如，如果荧光体的劣化率高于激发光源的劣化率，则黄色荧光与蓝光的比率随着时间的流逝而降低。结果，在从光源装置射出的白光的颜色分量中，蓝度可以随着时间的流逝而增加。

根据本示例实施例的光源装置2，可以如下解决白光的蓝度增加的问题。

例如，当定时器208到达预确定时间时，如果由于白光中包括的蓝色分量与黄色分量的比率的变化而使蓝色分量相对于黄色分量增加，则电动机旋转频率确定单元209使电动机212的旋转频率增加。当电动机212的旋转频率增加时，荧光体轮205的旋转速度增加。当荧光体轮205的转速增加时，由于伴随着荧光体轮205的旋转的冷却效果增加，并且由于单位面积的激发光的照射时间减少，所以荧光体轮205的被激发光照射的部分的温度降低。因此，荧光体的温度降低，并且结果，内部量子效率提高。如果内部量子效率增加，则荧光体射出的黄色荧光的量增加。结果，由荧光体轮205射出的白光的黄色分量增加。因此，可以防止从光源装置2射出的白光的色度变化。

[第五示例实施例]

除了荧光体轮不同之外，根据本发明的第五示例性实施例的光源装置具有与根据第四示例性实施例的光源装置2相同的构造。

在本示例性实施例的光源装置中，使用如3A、3B和3C所示的荧光体轮4。可以以与第四示例实施例中描述的荧光轮205相同的方式使用荧光轮4。

本示例实施例的光源装置表现出与第四示例实施例的光源装置2的作用和效果相同的操作和效果。但是，荧光体轮4的大部分基板44由具有优异的热辐射特性的金属基板42构成。因此，与荧光体轮205相比，荧光体轮4具有优异的热辐射特性。此外，由于金属基板42廉价，因此与荧光体轮205相比，可以降低成本。

[第六示例实施例]

除了荧光体轮不同之外，根据本发明的第六示例性实施例的光源装置具有与根据第四示例性实施例的光源装置2相同的构造。

在本示例实施例的光源装置中，荧光体轮包括薄盘状基板和反射层。基板由陶瓷晶体制成。陶瓷晶体由包含荧光材料的透明材料制成。透明材料是例如无机晶体、玻璃或聚合物材料。荧光材料是例如稀土离子、过渡金属离子、有机染料分子、荧光体等。掺杂有稀土离子的无机晶体诸如铈掺杂的钇铝石榴石(Ce：YAG)或掺杂有过渡金属离子的无机晶体例如铬掺杂的蓝宝石或钛掺杂的蓝宝石可以用作荧光材料。在本示例实施例中，例如，将Ce：YAG陶瓷晶体的荧光体用作基板。将反射层设置在基板的一个表面上。反射层与第二示例实施例中描述的相同。

本示例实施例的光源装置还表现出与第四示例实施例中描述的光源装置2的操作和效果相同的操作和效果。

[第七示例实施例]

图11是示出根据本发明的第七示例实施例的光源装置的构造的框图。图11所示的光源装置被设置有增益确定单元220替代第四实施例的光源装置2的定时器208和电动机旋转速度确定单元209。增益确定单元220以外的构造与第四实施例的构造相同。在图11中，为了方便起见，省略了激发光源201、偏振二向色镜202、1/4波长板203、聚光透镜204、电动机驱动器211和透镜213。

显示面板222和输入信号223构成应用了本示例性实施例的光源装置的投影仪的一部分。显示面板222是例如液晶显示面板或DMD。显示面板222针对从混合色光(白光)分离出的每种色光形成图像，混合色光(白光)是从荧光体轮205射出的光。在单板型的情况下，显示面板222以时分方式形成各个颜色的图像。另外，可以提供分别调制多个色光以形成图像的多个显示面板作为显示面板222，多个色光是从混合色光分离出的，混合色光是从荧光体轮205射出的光。输入信号223是输入视频信号，并且包括与每个色光相对应的视频信号。例如，输入信号223包括与RGB的每种颜色相对应的视频信号。

增益确定单元220包括存储器221。存储器221存储用于比较的色度数据。在本示例实施例中，作为用于比较的色度，存储器210存储在初始驱动(即，当光源装置被首次驱动时)的时间处由颜色传感器207测量的色度数据。

增益确定单元220基于颜色传感器207的测量值来调整显示面板222的输入信号223的增益。例如，增益确定单元220调整输入视频信号的增益调整，使得从显示面板222射出每个色光的合成光的色度变成预确定值。该增益调整处理可以称为色度调整处理。

例如，图12示出了RGB增益调整处理的过程。在下文中，将参考图11和12详细描述RGB增益调整处理。

在步骤S20中，颜色传感器207测量从荧光体轮205的背面射出的白光的色度。颜色传感器207基于测量结果向增益确定单元220输出色度信息。在这里，可以任意设置颜色传感器207的测量开始时刻。

在步骤S21中，增益确定单元220计算色度差，该色度差是从颜色传感器207输出的色度信息中包括的色度与存储在存储器221中的用于比较的色度(初始色度)之间的差。

在步骤S22中，增益确定单元220基于在步骤S21中计算出的色度差来确定RGB增益调整值。例如，增益确定单元220基于色度差来确定RGB增益调整值，使得从显示面板222射出的每个色光的合成光(投影光)的色调不变，换言之，使得合成光的光强度变成预确定值。在这里，可以将其中色度差和RGB的增益调整值彼此关联地存储的表存储在存储器221中，并且增益确定单元220可以参考该表来确定RGB的增益调整值。

在步骤S23中，增益确定单元220基于在步骤S22中确定的RGB的增益调整值，对RGB的每个视频信号执行增益调整。

本实施例的光源装置还表现出与第四示例实施例的操作和效果相同的操作和效果。

在本实施例的光源装置中，可以应用第五示例实施例和第六示例实施例的构造。

[第八示例实施例]

图13是示出根据本发明的第八示例实施例的DLP(数字光处理)投影仪5的构造的框图。如图13所示，投影仪5包括光源装置2、色轮501、光隧道502、TIR棱镜(全内反射棱镜)503、DMD(数字微镜装置)504、投影透镜505和透镜组506。光源装置2已经在第四示例实施例中进行了描述。

色轮501具有薄盘形状，并且可绕盘表面的中心轴旋转。在色轮501的表面上分别设置有红色、绿色和蓝色滤光片。红色、绿色和蓝色滤光片在圆周方向上依次排列。红色滤光片具有透射红色波长区域中的光并且吸收除了红色波长区域以外的波长区域中的光的特性。绿色滤光器具有透射绿色波长区域中的光并且吸收除了绿色波长区域以外的波长区域中的光的特性。蓝色滤光片具有透射蓝色波长区域中的光并且吸收除了蓝色波长区域以外的波长区域中的光的特性。

将光隧道502布置在穿过色轮501的每个单色光可以进入的位置处。光隧道502是使入射光的照度分布均匀化的元件。

将TIR棱镜503布置在从光隧道502射出的光可以进入的位置处。TIR棱镜503是两个三角棱镜的层压体，并且包括棱镜之间的空气层。

将DMD 504布置在来自TIR棱镜503的光可以进入的位置。DMD 504包括成像表面，该成像表面包括以二维布置的多个微镜。DMD 504通过根据输入视频信号对入射光进行调制来形成图像。DMD 504是成像设备的示例。

在投影仪5中，光源装置2射出白光。从光源装置2射出的白光进入色轮501。当色轮501旋转时，白光顺序地照射到色轮501的红色、滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。色轮501顺序地射出红光、绿光和蓝光。

从色轮501射出的红光、绿光和蓝光进入光隧道502。在光隧道502中，使入射的红光、绿光和蓝光的照度分布均匀。光隧道502顺序地射出红光、绿光和蓝光。

从光隧道502射出的红光、绿光和蓝光通过TIR棱镜503进入DMD 504。DMD 504对红光进行调制以形成红色图像，对绿光进行调制以形成绿色图像，并对蓝光进行调制以形成蓝色图像。DMD 504顺序地发出红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光。红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光经由TIR棱镜503进入投影透镜505。投影透镜505将由DMD 504形成的红色图像、绿色图像和蓝色图像重叠投影在屏幕上(未示出)。

在图13所示的投影仪5中，参照图13，替代光源装置2，可以使用第三示例实施例、第五示例实施例、第六示例实施例和第七示例实施例的任何光源装置。

[第九示例实施例]

图14是示出根据本发明公开的第九示例实施例的LCD(液晶显示)投影仪6的构造的框图。如图14所示，投影仪6包括光源装置2、复眼透镜系统601、二向色镜602R和602G、透镜603、反射镜604、透镜605、反射镜606、反射镜607、透镜608R、608G和608B、液晶显示器609R、609G和609B、交叉二向色棱镜610和投影透镜611。在第四示例实施例中已经描述了光源装置2。

复眼透镜系统601使进入复眼透镜系统601的光的照度分布均匀化并射出光。将复眼透镜系统601设置在从光源装置2射出的白光能够进入的位置。

二向色镜602R具有反射红色波长区域中的光并且透射除了红色波长区域以外的波长区域中的光的特性。二向色镜602G具有反射绿色波长区域中的光并且透射除了绿色波长区域以外的波长区域中的光的特性。

设置二向色镜602R，使得由复眼透镜系统601射出的白光以大约45°的入射角入射。由二向色镜602R反射的红光经由反射镜607和透镜608R进入液晶显示器609R。

设置二向色镜602G，使得透射通过二向色镜602R的光(包括蓝色分量和绿色分量)以大约45°的入射角入射。由二向色镜602G反射的绿光经由透镜608G进入液晶显示器609G。

透射通过二向色镜602G的蓝光通过透镜603、反射镜604、透镜605、反射镜606和透镜608B进入液晶显示器609B。在这里，透镜603和透镜605包括中继透镜。

液晶显示器609R通过根据输入视频信号(R)对入射的红光进行调制来形成红色图像。液晶显示器609B通过根据输入视频信号(B)对入射的蓝光进行调制来形成蓝色图像。液晶显示器609G通过根据输入视频信号(G)对入射的绿光进行调制来形成绿色图像。

从液晶显示器609R射出的红色图像光、从液晶显示器609B射出的蓝色图像光和从液晶显示器609G射出的绿色图像光通过交叉二向色棱镜610进入投影透镜611。交叉二向色棱镜610组合从液晶显示器609R、609G和609B射出的各个颜色的光。在这里，液晶显示器609R、609G和609B是图像形成元件的示例。

投影透镜611将从交叉二向色棱镜610进入的红色图像光、蓝色图像光和绿色图像光投影在屏幕(未示出)上。

在图14所示的投影仪6中，替代光源装置2、可以使用第三示例实施例、第五示例实施例、第六示例实施例和第七示例实施例的任何光源装置。

上述每个实施例是本发明的示例，并且不旨在限制本发明。本发明的配置可以在本领域普通技术人员可以理解的技术思想的范围内改变。

此外，本发明可以采用诸如但不限于以下补充说明1至17的形式。

[补充说明1]

一种荧光体构件，包括：

荧光体板，荧光体板将激发光的一部分转换成荧光，并且射出包括激发光的其余部分和荧光的混合色光；和

反射层，该反射层设置在荧光体板上，并且透射混合色光的一部分并且反射混合色光的其余部分。

[补充说明2]

根据补充说明1的荧光体构件，其中，该荧光体板包括：

透明基板；和

荧光体，该荧光体形成在基板的一个表面上并且包含荧光体。

[补充说明3]

根据补充说明1的荧光体构件，其中，荧光体板包括：

板构件，该板构件包括在圆周方向上彼此相邻的第一段和第二段，其中，第一段包括透射性基板，且第二段包括金属基板；和

荧光体层，该荧光体层沿着圆周方向在荧光体板上形成并包含荧光体。

[补充说明4]

根据补充说明2或3的荧光体构件，其中，在基板和荧光体层之间形成反射层。

[补充说明5]

根据补充说明4的荧光体构件，其中，基板的与荧光体层相反的表面是对光进行漫射的漫射表面。

[补充说明6]

根据补充说明2或3的荧光体构件，其中，在基板的与其上形成有荧光体层的表面相反的表面上形成反射层。

[补充说明7]

根据补充说明2至6中的任一项的荧光体构件，其中，基板由玻璃或蓝宝石或玻璃与蓝宝石的共晶混合物制成。

[补充说明8]

根据补充说明1的荧光体构件，其中，荧光体板由混合有荧光体的透射性陶瓷或透射性有机材料制成，并且在第一表面上设置反射层，该第一表面是荧光体板的一个表面。

[补充说明9]

一种光源装置，包括根据补充说明1至8中的任一项的荧光体构件。

[补充说明10]

一种光源装置，包括：

根据补充说明1至8中的任一项的荧光体构件；和

光学传感器，该光学传感器测量穿过反射层的混合色光的色度。

[补充说明11]

根据补充说明10的光源装置，进一步包括：色度调整单元，该色度调整单元基于光学传感器的测量值来调整混合色光的色度。

[补充说明12]

根据补充说明11的光源装置，其中，色度调整单元基于光学传感器的测量值来调整使荧光体板旋转的电动机的旋转频率。

[补充说明13]

根据补充说明11的光源装置，其中，色度调整单元基于光学传感器的测量值来调整图像形成单元的输入视频信号的增益，在图像形成单元中，分别对从混合色光中分离出的多个色光进行调制以形成图像。

[补充说明14]

一种投影仪，包括：

根据补充说明9至13中的任一项的光源装置；

图像形成元件，在该图像形成元件中对从光源装置射出的光进行调制以形成图像；和

投影透镜，该投影透镜对图像进行投影。

[补充说明15]

一种调整包括荧光体构件的光源装置的色度的方法，该荧光体构件包括：荧光体板，该荧光体板将激发光的一部分转换成荧光，并且射出包括激发光的其余部分和该荧光的混合色光；和反射层，该反射层设置在荧光体板上，并且透射混合色光的一部分并反射混合色光的其余部分，该方法包括：

接收穿过荧光体构件的反射层的混合色光，以测量混合色光的色度；和

根据色度的测量结果，调整混合色光的色度。

[补充说明16]

补充说明15的色度调整方法，进一步包括：基于先前的色度测量与当前的色度测量之间的差，调整荧光体板的旋转速度。

[补充说明17]

根据补充说明15的色度调整方法，进一步包括：基于先前的色度测量与当前的色度测量之间的差，调整图像形成单元的输入视频信号的增益，在图像形成单元中，分别对从混合色光中分离出的多个色光进行调制以形成图像。

本申请要求基于于2017年11月24日提交的PCT/JP2017/42264的优先权的权益，其全部公开内容通过引用合并于本文中。

[附图标记的说明]

10 荧光体板

11 反射层

13 13a、13b 激发光

14 荧光

15a、15b 混合色光

Claims

1.一种荧光体构件，包括：

荧光体板，所述荧光体板将激发光的一部分转换成荧光，并且射出包括所述激发光的其余部分和所述荧光的混合色光；和

反射层，所述反射层设置在所述荧光体板上，并且透射所述混合色光的一部分并且反射所述混合色光的其余部分。

2.根据权利要求1所述的荧光体构件，其中，所述荧光体板包括：

透明基板；和

荧光体，所述荧光体形成在所述基板的一个表面上并且包含荧光体。

3.根据权利要求1所述的荧光体构件，其中，所述荧光体板包括：

板构件，所述板构件包括在圆周方向上彼此相邻的第一段和第二段，其中，所述第一段包括透射性基板，并且所述第二段包括金属基板；和

荧光体层，所述荧光体层沿着所述圆周方向形成在所述荧光体板上并且包含荧光体。

4.根据权利要求2或3所述的荧光体构件，其中，在所述基板与所述荧光体层之间形成所述反射层。

5.根据权利要求4所述的荧光体构件，其中，所述基板的与所述荧光体层相反的表面是对光进行漫射的漫射表面。

6.根据权利要求2或3所述的荧光体构件，其中，在所述基板的与其上形成有所述荧光体层的表面相反的表面上形成所述反射层。

7.根据权利要求2至6中的任一项所述的荧光体构件，其中，所述基板由玻璃或蓝宝石或玻璃与蓝宝石的共晶混合物制成。

8.根据权利要求1所述的荧光体构件，其中，所述荧光体板由混合有荧光体的透射性陶瓷或透射性有机材料形成，并且其中，所述反射层设置在第一表面上，所述第一表面是所述荧光体板的一个表面。

9.一种光源装置，包括权利要求1至8中的任一项所述的荧光体构件。

10.一种光源装置，包括：

根据权利要求1至8中的任一项所述的荧光体构件；和

光学传感器，所述光学传感器测量穿过所述反射层的混合色光的色度。

11.根据权利要求10所述的光源装置，进一步包括：色度调整单元，所述色度调整单元基于所述光学传感器的测量值，调整所述混合色光的所述色度。

12.根据权利要求11所述的光源装置，其中，所述色度调整单元基于所述光学传感器的所述测量值，调整使所述荧光体板旋转的电动机的旋转频率。

13.根据权利要求11所述的光源装置，其中，所述色度调整单元基于所述光学传感器的所述测量值，调整图像形成单元的输入视频信号的增益，在所述图像形成单元中，分别对从所述混合色光分离出的多个色光进行调制以形成图像。

14.一种投影仪，包括：

根据权利要求9至13中的任一项所述的光源装置；

图像形成元件，在所述图像形成元件中，对从所述光源装置射出的光进行调制以形成图像；和

投影透镜，所述投影透镜对所述图像进行投影。

15.一种调整光源装置的色度的方法，所述光源装置包括荧光体构件，所述荧光体构件包括：荧光体板，所述荧光体板将激发光的一部分转换成荧光，并且射出包括所述激发光的其余部分和所述荧光的混合色光；和反射层，所述反射层设置在所述荧光体板上，并且透射所述混合色光的一部分并且反射所述混合色光的其余部分，所述方法包括：

接收穿过所述荧光体构件的所述反射层的混合色光，以测量所述混合色光的色度；和

根据所述色度的测量结果，调整所述混合色光的所述色度。

16.根据权利要求15所述的色度调整方法，进一步包括基于先前的色度测量与当前的色度测量之间的差，调整所述荧光体板的旋转速度。

17.根据权利要求15所述的色度调整方法，进一步包括：基于先前的色度测量与当前的色度测量之间的差，调整图像形成单元的输入视频信号的增益，在所述图像形成单元中，分别对从所述混合色光中分离出的多个色光进行调制以形成图像。