TW201221859A - Light source unit and projector - Google Patents

Description

201221859 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具有螢光板之光源單元、以及具 備此光源單元之投影機。 【先前技術】 現今，大多已使用資料投影機（data projeet〇r)作為圖 像投影裝置，以將個人電腦之畫面或視訊圖像、以及儲 存於記憶卡等之圖像資料所產生的圖像等投影於螢幕。 此投影機係藉由將從光源射出之光線束聚光至 DMD(digital micromirror device :數位微鏡裝置）或液晶 板等之顯示元件，再透過投影側光學系統將來自顯示元 件之射出光投影於螢幕而來投影圖像。 此種投影機中，以往係以高輝度之放電燈作為光源 者為主流，不過近年來作為光源裝置之發光元件則已進 行諸多使用發光二極體（LED)或雷射發光器、有機EL、 或者螢光體4之開發或提案。例如，日本專利第3 4丨5 4 〇 3 被中’已提案一種使用射出紅色、綠色及藍色波長頻帶 光之3種雷射光源作為投影機光源。又，日本特開 2004 341 1 05號公報中，已提案一種由射出紫外光之激勵 光源、以及在周方向敷設有接受來自此激勵光源之射出 光，再將紅色、綠色及藍色波長頻帶光分別射出之螢光 體層的旋轉螢光板即螢光輪所構成的光源裝置。 上述曰本專利第341 5403號之光源裝置中，由於具 備有3種雷射光源因此各自須有驅動電路，而有難以組 裝於近年來欲小型化及薄型化之投影機的問題點。又， -4- 201221859 此種具備有 化，而必須 各雷射光源 以大型化， 機的問題點 源予以大型 有難以組裝 光面積會擴 投影側光學 利用效率降 3種雷 提升各 之發熱 而亦有 °再者 化，不 於欲小 大因此 系統之 低的問 射光源 雷射光 量亦會 難以組 ’為了 過在將 型化及 光源侧 集光率 題點。 之投影 源之輸 上升， 裝於欲 謀求高 雷射光 薄型化 光學系 之差即 機中，為 出，在提 因此必須 小型化及 輝度化雖 源大型化 之投影機 統之集光 變大，而 了謀求高輝度 升輸出時由於 將冷卻機構予 薄型化之投影 亦可將雷射光 的情況下，亦 ，而且由於發 率（etendue)與 亦有光源光之 另一方面，上述日本特開2〇〇4_3411〇5號公報之光 源裝置中，係可藉由提升激勵光源之輸出而在抑制光源 側光學系統之集光率與投影側光學系統之集光率之差的 狀態下實現高輝度化 '然而，在從螢光輪之正面對螢光 輪之平面垂直地照射激勵光的情況下，入射於螢光體層 之光的一部分有時會透射螢光體層且在螢光輪之反射面 反射，並未激勵螢光體而直接從激勵光之入射面射出至 激勵光源側，而有激勵光之利用效率降低的問題點。再 者’由於在螢光體發光之光係以全方位射出，因此螢光 光之一部分會在螢光體層内衰減等而浪費掉，亦有螢光 光之利用效率降低的問題點。 【發明内容】 本發明係有鑑於此種習知技術之問題點而成，以提 供一種光源單元、以及藉由具備此光源單元而可進行高 輝度圖像之投影的投影機為目的，其中該光源單元係具 201221859 備在反射面上 之激勵光之入 及螢光光之利 板的光源。 本發明之 係具備入射激 以從該螢光體 光源，係將該 激勵光入射面 此外，本 光源單元；顯 源單元之射出 係朝向螢幕射 影機控制手段 根據本發 備此光源單元 中該光源單元 成為此螢光體 藉此可提高激 勵光照射於此 【實施方式】 以下，針 加以說明。然 以實施本發明 明之範圍限制 敷设有螢光體層，並形成為此螢光體層中 射面具有凹凸的形狀，藉此可提高激勵光 用效率的螢光板及將激勵光照射於此螢光 光源單元，其特徵在於，具備：螢光板’ 勵光而發出既定波長頻帶光之螢光體層， 層之激勵光入射面射出螢光光；以及激勵 激勵光照射於該螢光板；該螢光體層之該 ’係具有形成有複數個凹凸之表面構造。 發明之投影機’其特徵在於，具備：上述 示元件；光源側光學系統，係將來自該光 光射出至該顯示元件；投影側光學系統， 出在該顯示元件所生成之投影光；以及投 ，係進行該光源單元或顯示元件之控制。 明，即可提供一種光源單元、以及藉由具 而可進行高輝度圖像之投影的投影機，其 係具備在反射面上敷設有螢光體層，並形 層中之激勵光之入射面具有凹凸的形狀， 勵光及螢光光之利用效率的螢光板及將激 螢光板的光源。 對用以實施本發明之較佳形態，使用圖式 而，於以下所述之實施形態，雖附加有用 之技術上較佳的各種限制，不過並非將發 於以下之實施形態及圖示例。 201221859 以下，根據圖式詳細說明本發明之實施例β第1圖 係本實施例之螢光板的正面示意圖，第2圖係表示螢光 板中之螢光體層之表面構造的示意圖。本實施例之螢光 板400，如第1圖所示，係在周方向並設有紅色螢光發 光區域411、綠色螢光發光區域413、以及擴散透射區域 415之圓板狀的基材’其中該紅色螢光發光區域411係 以來自激勵光源之射出光作為激勵光而射出紅色波長頻 帶之螢光光，該綠色螢光發光區域4 1 3係以來自激勵光源 之射出光作為激勵光而射出綠色波長頻帶之螢光光，該擴 散透射區域4 1 5則擴散透射來自激勵光源之射出光。 螢光板400中紅色螢光發光區域411及綠色螢光發 光區域413之表面，係藉由銀蒸鍍等而設為反射面。又， 於此反射面之表面，係藉由濺鍍（sputter)形成有氟化鎂 等之透明保護膜，在此透明保護膜上以既定寬度敷設有 圓弧狀之螢光體層421(紅色螢光體層421R及綠色螢光 體層42 1 G)。而且，螢光體層421係由耐熱性高且透明 度咼之石夕樹脂等黏結劑（binder)、以及均勻地散布於此黏 結劑之螢光體所形成。又，於螢光板400之擴散透射區 域4 1 5，係以既定寬度形成有圓弧狀之開口，於此開口 則設置有擴散透射板4 1 7。 習知之螢光板中’例如若螢光體層表面為平坦之形 狀’則在入射至螢光體層之激勵光之中未激勵螢光體層 而在螢光板之反射面或螢光體之表面被反射，直接離開 行進至外部之光的量較多，而有激勵光之利用效率較低 的問題點。又’在從螢光體射出之光線束之中，在螢光 係於激勵光入射面具備形 造。此表面構造係形成為 且以相鄰之正四角錐4 3 1 列而成的形狀。又，此正 Θ係形成為30度以上。再 一邊的長度係設為1 0至 之範圍係因螢光板400中 2至5mm左右，所以在此 列數十至數百個正四角錐 表面構造係在將螢光體層 由按壓金屬模具所形成。 以此方式在以排列有 狀形成螢光體層421之激 螢光體層421之光線束係 入射至螢光體層421内。 構造係形成為在激勵光入 之形狀的構造，因此激勵 即使相同，亦會依正四角 激勵光之折射方向產生變 激勵光至各種方向。藉此 201221859 體層内反覆反射導致無法從激勵光之入射面取出而 之光的量亦較多，亦有螢光光之利用效率較低的 點。因此，為了使來自螢光板之輸出增加，有提高 光或螢光光之利用效率的必要。 因此，本實施例中之螢光體層421，如第2圖 成有複數個凹凸而成之表 複數個正四角錐4 3 1以矩 之底部的外周為相接的方 四角錐431從基材之起立 者’此正四角錐之底部外 ΙΟΟμιη之範圍。設為此種 之螢光體層421的寬度一 螢光體層421之寬度之中 4 3 1的形狀之故。此外， 421敷設於螢光板400時 複數個正四角錐431而成 勵光入射面的情況下，照 在螢光體層421之表面折 此時，由於螢光體層421 射面排列有正四角錐43 1 光照射至螢光體層421之 錐431所被照射之位置， 化，而在螢光體層421内 ，由於激勵光遍布於螢光 衰減 問題 激勵 示， 面構 陣狀 式排 角度 周中 長度 般為 可排 此種 ，藉 之形 射至 射再 表面 而成 角度 導致 擴散 體層 201221859 42 1内之較廣範圍’因此照射於螢光體層42丨内之螢光 體的激勵光便增加’而可提高激勵光之利用效率，又， 接丈激勵光在螢光體發光之螢光光雖以全方位射出不 過由於激勵光入射面具有各種角度，因此即使例如在激 勵光入射面一度受到反射再照射至螢光板400之反射面 的光線束，下次亦照射至激勵光入射面時，照射至不同 角度之激勵光入射面的機率即變高，最後還是會從激勵 光入射面射出至外部，因此可減少在螢光體層42丨内衰 減而消滅之螢光光。於是，可提高螢光光之利用效率。 其次，針對在螢光體層421之激勵光入射面形成微 細凹凸所產生之效果，使用表示藉由光線追蹤法模擬之 結果的圖表加以敘述。第3圖係表示正四角錐43丨之起 立角度Θ與從正面側將激勵光照射於螢光板4〇〇之螢光 體層421時激勵光之封閉率、再出率、及反射損失率之 關係的圖表。又，第4圖係表示正四角錐43丨之起立角 度Θ與螢光光之取出效率之關係的圖表。再者，第$圖 係表不正四角錐43 1之起立角度θ與螢光體之發光效率 之關係的圖表。 一第3圖中之封閉率係指在照射於螢光體層42 1之激 勵光之中’人射至f光體& 421内且照射於發光體而激 勵螢光體之激勵光的比例，亦即，有效地被利用之光對 所照射之所有激勵光的比例。再出率係指雖已入射 光體層42i内不過卻在榮光體之表面或反射面等反射， 而直接再-人射出至外部之激勵光的比例。反射損失 才曰雖已照射於螢光體層42 i，不過卻在螢光體㉟42 201221859 表面反射而未入射至螢光體層42 1 又，第3圖中 之激勵光的比例。 照射於榮光體二=示起立Μ㊀’縱軸則表示以 激勵光的比例^ 所有激勵光為㈣時光對此所有 失率全部相加則為i.00。 羊、再出率、及反射損 如第3圖所示，隨著起☆ 射損失率亦變A 角度0變大，封閉率及反 卞』氕大，再出率則 干夂反 度Θ超過3〇度# 。而且，可知從起立角 損头里雖介 起封閉率即大致血變動。可4e 知失率雖亦隨著起立角广動可知反射 率會再變得更小，因& 0Sb 大而艾大，不過由於再出 利用效率，係在 、螢先體層4幻之激勵光的 高。 起立角“超過3。度為止之間急遽地變 第4圖中之取出效率 光之中，作為有效光從勞光體f光體射出之營光 出至外部之螢光光的比例。又:之激勵先入射面射 起立角度Θ，縱紐則类- 圖中’橫軸係表示 Α , 不以在榮光體層421之澂勵#入 射面未形成有凹凸之狀熊 之激勵先入 可取出之*出效率為基準值即1.00所 J取出之螢以的比例。如 0在到30度附近為… 圖所不’可知起立角度 声附出效率會急遽地上升，從超過30 展附近之處起則大致盔變動 n 度PAW …、欠動亦即’可知藉由將起立角 度I又為30度以上，即可提高取出效率。 第5圖中之發光效率， M m λ m ^ - ^ 係私將弟3圖所示之封閉率 ，、第4圖所不之取出效率予以相乘 發光效率上升•，人射至f光體声42ι。。亦即，备此 用效率、以及螢光光的剎田 " 内之激勵光的利 先的和用效率即變高，而可謀求營光 -10- 201221859 光之光量的增加。如第5圖所干，如— 不’起立角度θ在從〇度 至3 0度附近為止之間發光效率 午急遽上升，從超過3〇度 處起則大致無變動。因此，可知驻 J知糟由將起立角度θ設為 30度以上，即可使蒂光弁之出曰，1 便蛍尤尤之先1大幅地增加，根據第5 圖可知’可獲得大致1.5倍之光量。 以此方式’藉由在登光體層421之激勵光人射面形 成微細之凹凸形狀，即可提高發光效率，尤其，藉由將 起立角度Θ設為30度以上即可提高發光效率。因此如 上述般，複數個正四角錐431在螢光體層421之激 勵光^射面形成凹凸形狀，並將起立角度θ設為3〇度以 上，藉此即可提高激勵光與螢光光的利用效率，而可謀 求光量之增加。 其次’針對在使用上述螢光板4〇〇時、以及以習知 的方式使用將螢光體層之表面設為平面形狀的螢光板時 之發光強度的差，以實驗為根據加以敘述。 作為激勵光源，係使用發光波長峰值為445nm、輸 出10W之藍色半導體雷射光源。 ’·’工色螢光體係將原料之氣化錄、氮化弼、氮化铭、 氮化石夕、及氧化銪’在氮氣環境内以Sr : Ca : A1 : Si :

Eu = 0‘75 : 0.25 : 1.0 : 1.〇 : 0.015 之莫耳比摻合’在行 生式球磨機（planetary ball mi 11)混合。混合後之原料係置 入氮化硼容器’在9氣壓氮氣環境中以1 900度、4小時 作燒成。 綠色螢光體係將構成原料之氧化釔、氧化鋁、氧化 鎵、氧化鈽，以 Y : A1 : Ga : Ce : = 2.98 : 3 : 2 : 〇.〇2 201221859 之莫耳比摻合，進一步作為促進結晶成長之助溶劑⑺以 對螢光體原料以50莫耳％摻合氟化頻，將原料與乙醇置 入聚乙烯容器，以20〇rpm轉速混合5小時。混合後之 料係進行過濾、乾燥，再置入氧化鋁容頊 原環境，…度、4小時進行燒成。進一步，= 去助溶劑(flux)或其他雜質以2當量之硝酸溶液攪拌^ : 時後，以純水進行洗淨並予以乾燥。 、 螢光板，係準備於經過鏡面加工之銅圓盤進行鈦、 鉻塗層，且真空蒸鍍有銀者。綠色螢光體係以重量％ =合於矽樹脂，紅色螢光體則以3〇重量％混合於矽^ 脂，以膜厚約200μπι塗佈於銅圓盤之後，按壓與底部之 外周中一邊之長度50μιη、起立角45度之正四角錐突 形狀對應的金屬模具，以i 5〇度、4小時使其硬化。 “比較例係以與上述螢光板同樣之構成，但不將金屬 模具按壓於螢光體層，將螢光體混合矽樹脂以15〇度加 熱4小時使其硬化。 a 口 以將此種螢光板400配置於激勵光源之光軸上，利 用馬達使其高速旋.轉之狀態，進行發光強度之測量後， 上述螢光板400之發光強度，與比較例相較係i j 俾 + & 1 · 2 ° ^光強度。因此，可知藉由在螢光體層421之表面 形成凹凸’即可提高發光效率。 “此外’上述實施例中，雖將螢光體層421中之激勵 光入射面的表面構造以將複數個正四角錐43丨以矩陣狀 且以相鄰之正四角錐43丨相接的方式排列而成的形狀所 ^成不過並非限制於此構成。例如，如第6圖所示， -12- 201221859 亦可設置成將起立角度Θ為3〇度

435均勾地排列在平面上而成之^上之複數個球面體 來取代正四角錐43 1而使用球面體構&以此方式 下’亦可提高激勵光與螢光光的利5般之構造的情況 增加。此外，球面體435之大小，表‘文率1^可使光I 部之方形之-邊的長度為1〇至1〇:佳為内接於圓形底 -,.^ ™ ,, . μηι之範圍。亦即， 車父佳為s又置.成球面體43 5中之圓形麻加 周）為至44〇μιη。 U之外周的全長（圓 又’如第7圖所示，亦可設置成切斷球面體之一部 …底面形成為六角形之形狀，亦即，將在六角柱之 上端面形成有球面般之大致球面體的構造物4”，以相 鄰之大致球面體的構造物437為在六角柱部分之側面相 接的方式均等地配置之形狀的構成。此外，即使在以此 種構造物437於激勵光入射面形成凹凸形狀的情況下， 車又佳為球面#分或切斷平面之起立角度θ係設為3 〇度以 上，並將底面中之一邊的長度設為10至100 μιη之範圍。 此外’具備以排列有此大致球面體之構造物437之形狀 所形成之表面構造的螢光體層4 2 1中，與以排列有第6 圖所示之球面體43 5之形狀所形成的情況相較，由於可 1除螢光體層421之表面中的平面部分，因此可進一步 提高激勵光與螢光光的利用效率。此外，亦可切斷球面 體之一部分’以設置成將底部形成為方形之形狀的構 ^此時較佳為底部之方形之一邊的長度為10至ΙΟΟμιη 之範圍。 再者’就螢光體層421中激勵光入射面之表面構造 -13- 201221859 而言，亦可設置成將起立角度θ 找而俨灼勹岫妯别卢1 為30度U上之複數個非 球面體均勾地排列在平面上而成的構造。此外，非球面 體係指由既非球面亦非平面夕此 ,非抹而方炉夕主 之曲面所構成之形狀（例 如’非球面透鏡之表面形故）士_ ο，， 狀）者（例如，非球面透鏡）^ 使在以此方式利用複數個非球 通兄） 構以的情：下’亦可提高激勵光與勞光光的利用效率， 而可使先里增加。此外’亦可切斷非球面體之一部分， 以設置成將底部形成六角形或 々 < ❿狀。此時，較佳 為形成底部之方形或六角形之— 之範圍。 、又為1〇至ΙΟΟμπί 式本實施例之營光板4〇〇,係在螢光體層42ΐ 激勵先入射面的表面構造為設置成將複數個突起體 排列在平面上而成的凹& 百士拉 攻的凹凸狀方面具有特徵，只要將從底 面至頂部截面積為減少之形狀的突起體，在平面上以等 二:而且至少相鄰之突起體之一部分相接般排列而成 〃、即可。突起體之頂部係以尖銳之形狀者較佳。又， 不論利用何種突起體形成凹凸形狀，亦將起立角度^設 為30冑以上較佳。再者，突起體之底部中之外周的全 長，將設為正三角錐時之一邊設為1〇μηι的情況下係最 小’而内接一邊4 1〇〇μιη之正六角形之圓的圓周的情況 為最大奴佳為設置成30μηι至630μηι。然後，夢由 具有此種螢光體層421中之激勵光入射面的表面構二 即可提局激勵光與螢光光的利用效率。 再者，本實施例之螢光板4〇〇，係只要具有從螢光 組層421之激勵光入射面射出螢光光的構造即可，並非 -14- 201221859 限制於在周方向並設有第1圖所示之2種螢光發光區域 411 413與擴散透射區域415的構造。 其次’就具備有此種螢光板400之電子機器，以投 衫機為例加以敘述。第8圖係投影機1 〇的外觀立體圖。 此外’本實施例中，投影機10中之左右係表示對投影方 向之左右方向’前後則表示對投影機1 〇之螢幕侧方向及 光線束之行進方向的前後方向。 如第8圖所示，投影機丨〇係大致長方體形狀且於作 為技影機框體之前方側板之正面面板1 2的側方具有覆 蓋投影口的透鏡蓋1 9，並且於此正面面板1 2係設有複 數個吸氣孔1 8。再者，雖未圖示不過亦具備有Ir接收部， 以接收來自遙控器之控制信號。 又’於框體之上面面板11，係設有鍵（key)/指示器 (indicator)部37’於此鍵/指示器部37則配置有報知電源 開關鍵或電源之開（on)或關（off)的電源指示器、切換投 影之開或關的投影開關鍵、在光源單元或顯示元件或者 控制電路專過熱時進行報知的過熱指示器等之鍵或指示 器。 再者，於框體之背面，係在背面面板設有設置uSB 端子或圖像信號輸入用之D-SUB端子、S端子、RC A端 子等之輸出入連接器部及電源轉換器插頭（p〇Wer adaptor plug)等的各種端子20。又，於背面面板，係形 成有複數個吸氣孔1 8。此外，於未圖示之框體的側板即 右側面板、及第8圖所示的側板即左侧面板1 5，係分别 形成有複數個排氣孔1 7。又，於左側面板1 5之背面面 -15- 201221859 板附近的角落部，係亦形成有吸氣孔1 8。 其次’針對投影機10之投影機控制手段，使用 圖之功能方塊圖加以敘述。投影機控制手段，係由 部38、輸出入介面22、圖像轉換部23、顯示編碼器 以及顯示驅動部2 6等所構成。此控制部3 8，係掌 影機10内之各電路的動作控制’由固定地儲存有 或各種設定等之動作程式的ROM及作為工作記 (work memory)使用的RAM等所構成。 然後’藉由此投影機控制手段，從輸出入連接 2 1所輸入之各種規格的圖像信號，係透過輸出入 2 2、系統匯流排（S B )，在圖像轉換部2 3以統一成適 顯示之既定格式之圖像信號的方式進行轉換之後， 至顯示編碼器24。 又’顯示編碼器2 4，係使所輸入之圖像信號展 存於視訊RAM(video RAM)25，並從此視訊RAM25 存内容生成視訊信號，再輸出至顯示驅動部2 6。 顯示驅動部26，係具有顯示元件控制手段之功 對應從顯示編碼器24輸出之圖像信號，以適宜之圖 (frame rate)驅動為空間性光調變元件（s〇M)的顯示 5 1。然後’此投影機1 〇中，藉由將從光源單元60 出之光線束照射於顯示元件5 1，以顯示元件51之 光形成光像’並透過後述之投影側光學系統將圖像 顯示於未圖示之螢幕。此外，此投影側光學系統之 透鏡群235，係藉由透鏡馬達45進行為了變焦調整 焦調整的驅動。 第9 控制 24、 管投 CPU 憶體 器部 介面 合於 輸出 開儲 之儲 能， 框率 元件 所射 反射 投影 可動 或聚 -16- 201221859 一又，圖像壓縮伸長部31，係進行記錄處理以將圖像 L號之輝度乜號及色差信號藉由ADCT及霍夫曼編碼 (Hu fman coding)等之處理予以資料壓縮並依序寫入設 置成裝卸自如之記錄媒體& 卞姝體的s己憶卡32。再者，圖像壓縮 伸^邛3 1係、在播放杈式時讀取記錄在記憶卡η之圖 :貢料’以1個圖框單位將構成_連串動晝之各個圖像 貝料予以：長’透過圖像轉換部Μ將此圖像資料輸出至 顯示編碼器24，根墟啟t 蘇储存於s己憶卡3 2之圖像資料，進 行可使動晝顯示的處理。 此外藉由a又於框體之上面面板Η之主鍵（my。“力

及指示器等所構成之餹_ οσ A 攻之鍵/心不益部37的操作信號，係直 接地送出至控制部38’來自遙控器之鍵操作信號，係以 I r接收部3 5接收，經I r考饰， 左1r處理部36解調之編碼信號則輸 出至控制部3 8。 此外於控制部38係、透過系統匯流排（SB)連接有聲 音處理部47。此聲音處理部47係具備有pcM音源等之 曰源電路纟才又影杈式及播放模式時係將聲音資料類比 化，以驅動揚聲器48使其擴音播放。 電路又41控Γ : Μ係控制作為光源控制手段之光源控制 電路41。此光源控制電路41，係個別地控制 激：光照射裝置、及紅色光源裝置之發光，以從光 〇射出圖像生成時所需之既定波長頻帶的光游 光。 再者控帝j3 8係使冷卻扇驅動控制電路4八 於光源單元等之複數個溫度感測器進行溫度檢測 201221859 此溫度檢測之結果使其拎♦丨丨、人，、Λ 禾、控制冷卻扇之旋轉速度。又，和 制4 3 8係亦進仃使冷卻扇驅動控制電路η藉由計時； 等在投影機本體之電源關閉後持續冷卻扇之旋轉'或者 根據溫度感測器之溫庶％、'目,丨& β 盗之/狐度彳欢測的結果而關閉投影機本體之 電源等的控制。 -人針對此投影機10之内部構造加以敘述。第 1 〇圖係表不投影機1 〇之内部構造的俯視示意圖。投影 機1 〇 ’如第1 〇圖所示’係於右側面板i 4之附近具備有 控私路基板24 1。此控制電路基板24 i係具備電源電 路區塊或光源控制區塊等而成。又，投影機丨〇係於控制 電路基板241之侧方，亦即，投影機框體之大致中央部 分具備有光源單元60。 再者’投影機1 〇係在光源單元6〇與左側面板1 5之 間具備有光學系統單元16 0。此外’在光源單元6 0或光 學系統單元1 60之上方’亦即，光源單元6〇或光學系統 單元160與上面面板π之間，雖未圖示不過配置有具備 CPU等之主控制電路基板。 光源單元60，具備：激勵光照射裝置70，係配置於 投影機框體之左右方向中的大致中央部分、背面面板1 3 附近；螢光發光裝置1 00，係配置於從此激勵光照射裝 置7〇射出之光線束的光轴上、正面面板12之附近；以 及導光光學系統140，係使來自螢光發光裝置100之射 出光轉換成同一光軸。 激勵光照射裝置70，具備：激勵光源71，係配置成 光軸與背面面板13平行；反射鏡群75，係將來自激勵 -18" 201221859 光源71之射出光的光軸轉換9〇度至正面面板12方向； 聚光透鏡78，係將在反射鏡群75反射之來自激勵光源 71的射出光予以聚光；以及散熱器（heat sink)81，係配 置在激勵光源7 1與右側面板14之間。 激勵光源7 1，係複數個藍色雷射發光器排列成矩陣 狀而成，於各藍色雷射發光器之光軸上，分別配置有將 來自各藍色雷射發光器之射出光轉換成平行光的準直透 鏡（collimator lens)73。又，反射鏡群75係複數個反射鏡 排列成階梯狀而成’將從激勵光源7 1射出之光線束的截 面積於一方向上縮小再射出至聚光透鏡78。 於散熱器8 1與背面面板1 3之間，係配置有冷卻扇 2 6 1 ’藉由此冷卻扇2 6 1與散熱器8 1來冷卻激勵光源7 1。 再者，於反射鏡群7 5與背面面板13之間，亦配置有冷 卻扇26 1 ’藉由此冷卻扇26 1來冷卻反射鏡群75或聚光 透鏡78。 螢光發光裝置100’具備：上述螢光板4〇〇即螢光 輪ί 0 1，係配置成與正面面板i 2平行，亦即與來自激勵 光照射裝置70之射出光的光軸正交；輪馬達丨丨〇，係旋 轉驅動此螢光輪101;聚光透鏡群m，係將從螢光輪 10 1射出至背面面板1 3方向之光線束予以聚光；以及聚 光透鏡115’係將從螢光輪1〇1射出至正面面板12方向 之光線束予以聚光。 此外’照射於螢光輪1 〇 1之紅色螢光體層42 1 r及綠 色螢光體層4 21 G之來自激勵光照射裝置7 〇的射出光’ 係激勵螢光體，並從螢光體以全方位螢光發光之光線 -19- 201221859 束，即直接往背面面板13側，或者在螢光輪丄〇丨之表面 反射之後住背面面板13側射出，再入射於聚光透鏡群 11 1。又，照射至螢光輪1 〇丨之擴散透射板4丨7之來自激 勵光照射裴置70的射出光，係以藉由微細凹凸擴散之藍 色波長頻帶的擴散透射光入射於聚光透鏡1 15。此外， 於輪馬達no與正面面板12之間，係配置有冷卻扇26ι， 藉由此冷卻扇261來冷卻螢光輪1〇1。 導光光學系統14 0，係由使紅色、綠色、及藍色波 長頻帶之光線束聚光的聚光透鏡、或轉換各色波長頻帶 之光軸使其成為同一光軸的反射鏡、分光鏡（dichr〇沁 mirror)等所構成。具體而言，於激勵光照射裝置7〇與螢 光輪101之間’係配置有第一分光鏡141，以透射藍色 波長頻帶光’並反射紅色及綠色波長頻帶光且將此紅色 及綠色光之光軸轉換9〇度至左側面板15方向。 又’擴散透射過螢光輪1〇1之藍色波長頻帶光的光 軸上’亦即，於聚光透鏡11 5與正面面板12之間，係配 置有第一反射鏡143，以反射藍色波長頻帶光並將此藍 色光之光軸軸轉換90度至左側面板1 5方向。再者，在 第一反射鏡143反射之藍色波長頻帶光的光軸上、於光 學系統單元160之附近，係配置有第二反射鏡145，以 將此藍色光之光軸軸轉換90度至背面面板1 3方向。 又，於藉由第一分光鏡141反射之紅色及綠色波長 頻帶光之光軸、以及在第二反射鏡145反射之藍色波長 頻帶光之光軸交又的位置，係配置有第二分光鏡148， 以透射藍色波長頻帶光，並反射紅色及綠色波長頻帶光 -20- 201221859 且將此紅色及綠色光之光軸轉換90度至背面面相 向。此外，於各分光鏡或反射鏡之間，係分別配 光透鏡。再者，於光通道（light tunnel)175之入 近’係配置有聚光透鏡173，以將光源光聚光於 175之入射口。 光予系統單元16 0，係藉由以下3個區塊而 大致匚字狀，亦即位於激勵光照射装置70之左側 明側區塊1 6 1、位於背面面板丨3與左側面板i 5 位置附近的圖像生成區塊j 65、以及位於導光光 1 40與左側面板！ 5之間的投影側區塊1 68。 此照明側區塊1 6 1係具備有光源側光學系統 一部分’其中該光源側光學系統17〇係將從光源 射出之光源光導光至圖像生成區塊165所具備之 件5 1。就此此照明側區塊丨6丨所具有之光源側光 1 70而言，係有將從光源單元6〇射出之光線束形 勻之強度分布之光束的光通道175、將從光通道 出之光予以聚光的聚光透鏡178、以及將從光通 射出之光線束的光軸轉換至圖像生成區塊丨65方 軸轉換鏡1 8 1等。 圖像生成區塊165，具有：聚光透鏡183，係 源側光學系統1 70，使在光軸轉換鏡1 8 1反射之 聚光於顯示元件5 1 ;以及照射鏡1 8 5，係將透射 光透鏡1 8 3之光線束以既定角度照射於顯示元件 者，圖像生成區塊165，係具備有作為顯示元件 DMD，於此顯示元件5 1與背面面板13之間則配 .13方 置有聚 射面附 光通道 構成為 方的照 交又之 學糸統 170之 赛元60 顯示元 學系統 成為均 射 道175 向的光 作為光 光源光 過此聚 5 1。再 5 1 ( 置有用 -21 - 201221859

以冷卻顯 冷卻顯示 配置有作 投影 鏡群，以 作為此投 可變焦點 與内藏於 能，利用 行變焦調 以此 述螢光板 提高激勵 薄型化亦 用在周方 域的螢光 照射於螢 光光及藍 於此構成 亦即 區域與漫 如第11 g 紅色光源 成。此時 透射、綠I 元4件51之散熱器190，藉由此散熱器190來 2 51。又，於顯示元件51之正面附近，係 投影侧光學系統220之聚光透鏡ι95。 側P祕 匕塊168，係具有投影側光學系統22〇之透 將在Ss —- ^ 不疋件51反射之開（on)光釋出至螢幕。 !光4·系統2 2 0係設為可變焦點型透鏡，該 尘透鏡具備内藏於固定鏡筒之固定透鏡群225 可動鏡筒之可動透鏡群235而具備有變焦功 透鏡馬達使可動透鏡群235移動，藉此即可進 整或聚焦調整。 方式，藉由於投影機10之光源單元6〇使用上 〇 0 ’即可進行尚輝度之投影又，由於無須 光源7 1之輸出，因此對投影機1〇之小型化及 有所貢獻。此外，上述實施例中，雖設置成使 向並n又有紅色及綠色螢光發光區域與漫透射區 輪1 〇 1，以將來自激勵光照射裝置70之射出光 光輪101，藉此生成紅色及綠色波長頻帶之螢 色波長頻帶之漫透射光的構成，不過並非限制 〇 ’亦可設置成使用在周方向並設有綠色螢光體 透射區域的螢光輪1 0 1 ’關於紅色波長頻帶光， 3所示，則另設紅色光源裝置120而使用來自此 裝置1 2 0之射出光作為紅色波長頻帶光的構 ’必須將第一分光鏡1 4 1設為具有紅色及藍色 L反射的特性者。在設置成此種構成的情況下， -22- 201221859 亦可藉由將綠色螢光體層之激勵光入射面的表面構造， 設為排列複數個突起體而成的凹凸狀，即可提高發光效 率’而可提供能進行高輝度之圖像投影的投影機i 0。 又’亦可設置成於螢光輪1 〇 1僅設綠色螢光發光區 域’如第1 2圖所示’而另設具備有屬藍色發光二極體之 藍色光源30 1的藍色光源裝置300，關於綠色波長頻帶 之光源光’則使用來自螢光輪1 〇丨之螢光光，關於藍色 波長頻帶之光源光’則使用來自藍色光源裝置3〇0之射 出光的構成。在設置成此種構成之投影機1〇，亦可藉由 將綠色螢光體層之激勵光入射面的表面構造，設為排列 複數個突起體而成的凹凸狀，即可提高發光效率，而可 提供能進行高輝度之圖像投影的投影機1 〇。 再者，亦可设置成在螢光輪101之周方向設有具備 紅色螢光體層之紅色螢光發光區域、具備綠色螢光體層 之綠色螢光發光區域、以及具備藍色螢光體層之藍色螢 光發光區域，作為激勵光源則使用紫外線雷射發光器的 構成。在此種情況下，亦藉由將各螢光體層之表面設為 具備有上述般之凹凸的形狀，即可提高激勵光及螢光光 的利用效率。 此外，本發明並非限制於以上之實施例，在不超出 發明之要旨的範圍可自由地予以變更、改良。又，以上 述實施形態所執行之功能只要可能亦可適當加以組合來 實施。於上述實施形態係包含各種階段，藉由所揭示之 ί ί個構成要件的適當組合，即可取出各種發明6例如， 攸Κ轭形態所示之所有構成要件刪除幾個構成要件，只 -23- 201221859 要是可獲得效果，亦可取出刪除了此構成要件之構成作 為發明。 【圖式簡單說明】 本發明，藉由以下詳細之說明及附加圖式，應可被 更充分地理解，不過這些只是供說明用，並非用來限制 本發明之範圍。此處： 第1圖係本發明之實施例之螢光板的正面示意圖。 第2圖係表示上述螢光板之螢光體層之表面構造的 示意圖。 第3圖係表示對形成上述表面構造之正四角錐之平 面之起立角度與從正面側將激勵光照射於螢光體層時激 勵光之封閉率、再出率、及反射損失率之關係的圖表。 第4圖係表示對形成上述表面構造之正四角錐之平 面之起立角度與在螢光體發光之螢光光之取出效率之關 係的圖表。 第5圖係表示對形成上述表面構造之正四角錐之平 面之起立角度與螢光板之發光效率之關係的圖表。 第6圖係表示上述螢光板之螢光體層中之其他表面 構造的示意圖。 第7圖係表示上述螢光板之螢光體層中之另—不同 表面構造的示意圖。 第8圖係表示本發明之實施例之投影機的外觀立體 圖。 第9圖係上述投景> 機之功能電路方塊圖。 第10圖係表示上述投影機之内部構造的俯視示意 -24- 201221859 圖。 第1 1圖係表示本發明之其他實施例之投影機之内 部構造的俯視示意圖。 第1 2圖係表示本發明之另一不同實施例之投影機 之内部構造的俯視示意圖。 【主要元件符號說明】 10 投 影 機 11 上 面 面 板 12 正 面 面 板 13 背 面 面 板 14 右 側 面 板 15 左 側 面 板 17 排 氣 孔 18 吸 氣 孔 19 透 鏡 蓋 20 各 種 端 子 21 輸 出 入 連 接 器 部 22 出 入 介 面 23 圖 像 轉 換 部 24 顯 示 編 碼 器 25 視 訊 RAM 26 顯 示 驅 動 部 31 圖 像 壓 縮 伸 長 部 32 記 憶 卡 35 Ir 接 收 部 -25- 201221859 36 Ir處理部 37 鍵/指示器部 38 控制部 41 光源控制電路 43 冷卻扇驅動控制電路 45 透鏡馬達 47 聲音處理部 48 揚聲器 51 顯示元件 60 光源單元 70 激勵光照射裝置 71 激勵光源 73 準直透鏡 75 反射鏡群 78 聚光透鏡 81 散熱器 100 螢光發光裝置 101 登光輪 110 輪馬達 111 聚光透鏡群 115 聚光透鏡 120 紅色光源裝置 140 導光光學系統 141 第一分光鏡 143 第一反射鏡 -26- 201221859 145 第 二 反 射 鏡 148 第 二 分 光 鏡 160 光 學 系 統 單 元 161 昭 明 側 區 塊 165 圖 像 生 成 區 塊 168 投 影 側 區 塊 170 光 源 側 光 學 系 統 173 聚 光 透 鏡 175 光 通 道 178 聚 光 透 鏡 181 光 軸 轉 換 鏡 183 聚 光 透 鏡 185 昭 射 鏡 190 散 孰 器 195 聚 光 透 鏡 220 投 影 側 光 學 系 統 225 固 定 透 鏡 群 235 可 動 透 鏡 群 241 控 制 電 路 基 板 261 冷 卻 扇 300 藍 色 光 源 裝 置 301 藍 色 光 源 400 螢 光板 411 紅 色 螢 光 發 光 區 域 413 綠 色 螢 光 發 光 區 域 -27- 201221859 415 擴 散 透 射 區 域 417 擴 散 透 射 板 421 螢 光 體 層 421R 紅 色 螢 光 體 層 421G 綠 色 螢 光 體 層 43 1 正 四 角 錐 435 球 面 體 437 構 造 物 SB 系 統 匯 流 排 SOM 空 間 性 光 調 變元件 Θ 起 立 角 度 -28-

Claims (1)

1. 201221859 七、申請專利範圍： 1. 一種光源單元，其特徵在於，具備： 螢光板，係具備入射激勵光而發出既定波長頻帶 光之螢光體層，以從該螢光體層之激勵光入射面射出 螢光光；以及 激勵光源，係將該激勵光照射於該螢光板； 該螢光體層之該入射面，係具有形成有複數個凹 凸之表面構造。 2. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中該表面構造 係以截面積從底面朝頂部減少之複數個突起體在平 面上以等間隔且以至少相鄰之突起體之一部分相接 的方式排列而成的構造所構成。 3 ·如申請專利範圍第2項之光源單元，其中該突起體係 對該螢光板之表面的起立角度為30度以上。 4.如申請專利範圍第2或3項之光源單元，其中該突起 體為錐體。 5 ·如申請專利範圍第2至4項中任一項之光源單元，其 中該突起體為四角錐。 6 ·如申請專利範圍第5項之光源單元，其中該四角錐之 底部中外周之一邊的長度係設為1 0至1 ΟΟμπι之範圍。 7. 如申請專利範圍第2項之光源單元，其中該突起體為 球面體。 8. 如申請專利範圍第2項之光源單元，其中該突起體為 非球面體。 9 ·如申請專利範圍第7或8項之光源單元，其中内接於 -29- 201221859 該突起體之圓形底部之外周的方形之—邊的長度係 設為10至1 〇〇μηι之範圍。 10. 如申請專利範圍第7或8項之光源單元，其中該突起 體之一部分被切斷且底部設為六角形，該六角形之一 邊的長度係設為10至ΙΟΟμη^Α範圍。 11. 如申請專利範圍第7或8項之光源單元，其中該突起 體之一部分被切斷且底部設為方形，該方形之一邊的 長度係设為1 0至1 〇〇pm之範圍。 1 2 ·如申專利範圍弟1項之光源單元，其中於該螢光板 形成有接受該激勵光以射出不同波長頻帶光的複數 個區段； 邊複數個區段之至少一個係設為敷設有該螢光 體層之螢光發光區域。 i 3 ·如申請專利範圍第1 2項之光源單元，其中該激勵光 源係射出藍色波長頻帶光之光源； 於該螢光板’係形成有擴散透射來自該激勵光源 之射出光的擴散透射區域。 14•如申請專利範圍第13項之光源單元，其中該螢光板 係設置成在周方向並設有該螢光發光區域及該擴散 透射區域之螢光輪。 1 5 .如申清專利範圍第14項之光源單元，其中該榮光輪 你在周方向並設有該擴散透射區域、具備接受來自該 激勵光源之射出光以射出紅色波長頻帶光之紅色螢 光體層的該螢光發光區域、以及具備接受來自該激勵 光源之射出光以射出綠色波長頻帶光之綠色螢光體 -30- 201221859 層的該螢光發光區域而成。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之光源單元，其中該螢光輪 係在周方向並設有該擴散透射區域、以及具備接受來 自該激勵光源之射出光以射出綠色波長頻帶光之綠 色螢光體層的該螢光發光區域而成； 並且，具備射出紅色波長頻帶光之紅色光源。 1 7 ·如申請專利範圍第1 2項之光源單元，其中該激勵光 源係射出紫外線波長頻帶光之光源； 該螢光輪係在周方向並設有具備接受來自該激 勵光源之射出光以射出紅色波長頻帶光之紅色螢光 體層的該螢光發光區域、具備接受來自該激勵光源之 射出光以射出綠色波長頻帶光之綠色螢光體層的該 螢光發光區域、以及具備接受來自該激勵光源之射出 光以射出藍色波長頻帶光之藍色螢光體層的該螢光 發光區域而成。 1 8. —種投影機，其特徵在於，具備： 如申請專利範圍第1 5至1 7項中任一項之光源單 元； 顯示元件； 、 光源側光學系統，係將來自該光源單元之射出光 射出至該顯示元件； 投影側光學系統，係朝向螢幕射出在該顯示元件 所生成之投影光；以及 投影機控制手段，係進行該光源單元或顯示元件 之控制。 -31 -