TWI420225B - 光源單元及投影機 - Google Patents

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Osamu Umamine
Hiroki Masuda
Masanori Ohta
Naotsugu Ogura
Mamoru Shibasaki
Hideyuki Kurosaki
Masahiro Ogawa
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Casio Computer Co Ltd
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Description

光源單元及投影機
本發明係關於光源單元、及具備此光源單元之投影機。
例如，在專利文獻1(日本國特開2004-341105號公報)中，提出一種光源單元，其具備：作為激發光源之發光二極體；及螢光輪盤，係於透明基材上形成可將從激發光源射出之紫外線轉換為可視光的螢光體層。
專利文獻1之方案，係作成藉由使螢光輪盤旋轉而可依序射出紅色、綠色、藍色之波長頻帶光的構成。因此，需要連續地朝輪盤面上之各色螢光發光區域照射激發光，所以，會有因常時驅動之激發光源的發熱而造成壽命縮短的問題。因此，有必要抑制激發光源之驅動輸出以限制溫度上昇。另外，因為構成為將來自形成於螢光輪盤之螢光發光區域的各色螢光光依序射出，所以，無法使各色光合成而生成白色光或高純度的補色等的波長頻帶光來提高亮度。又，在此方案中，為了分時控制從各色之螢光發光區域射出的各色光，需要進行輪盤馬達之旋轉控制。
另外，從各色之螢光發光區域射出的各色螢光光的發光效率，很大程度上依賴於螢光體之物性，所以，亦有不易將色平衡優異的影像放映於屏幕上的問題。
又，亦能以各色光全部以發光二極體來生成的方式來構成具有複數種類之半導體發光元件的光源單元。但在此種構成之情況下，綠色之半導體發光元件的發光效率比起其他之紅色及藍色半導體發光元件等要來得低，亦有不容易取得高亮度之光源光的問題。
本發明係鑒於上述習知技術中的問題點而完成者，其目的在於提供一種光源單元及具備此光源單元之投影機。該光源單元具備：光源裝置，其具有發光二極體等之半導體發光元件；螢光板，其具有接收激發光而生成指定波長頻帶光之螢光體層；及激發光照射裝置，係朝該螢光板之螢光體照射激發光。另外，該光源單元係構成為藉由來自於被激發光照射裝置照射激發光後之螢光板的螢光光與從二種類之光源裝置分別射出之光源，可從該光源單元射出各色光。又，藉由個別地控制激發光照射裝置及二種類之光源裝置的發光，該光源單元不僅可射出單色光，還可射出合成光，從而可提高亮度。
為了達成上述目的，本發明之一個態樣為：一種光源單元，其特徵為具備：激發光照射裝置，係發出激發光；螢光板，係於基材上具有鋪設了螢光體之螢光發光區域，藉由朝該螢光發光區域照射來自該激發光照射裝置之激發光而發出指定波長頻帶的螢光光；二種類之光源裝置，係發出與從該螢光板發出之螢光光不同之波長頻帶光；光源側光學系統，係將從該螢光板發出之螢光光與從該二種類之光源裝置發出的光聚光於指定之一面；及光源控制手段，係個別地控制該激發光照射裝置及該二種類之光源裝置的發光；藉由該光源控制手段個別地控制該激發光照射裝置及該二種類之光源裝置的發光，而射出合成光或單色光。
為了達成上述目的，本發明之一個態樣為：一種投影機，其特徵為包含：本發明之光源單元；顯示元件；導光光學系統，係將來自該光源單元之光朝該顯示元件導光；投影側光學系統，係將從該顯示元件射出之影像投影於屏幕上；及投影機控制手段，係控制該光源單元、顯示元件。
以下，針對實施本發明之形態進行說明。投影機10具備：光源單元60；顯示元件51；導光光學系統170，係將來自光源單元60之光朝顯示元件51導光；投影側光學系統220，係將從顯示元件51射出之影像投影於屏幕上；及投影機控制手段，係用來控制光源單元60及顯示元件51。
此光源單元60具備：激發光照射裝置70；螢光發光裝置100，具有被旋轉驅動之螢光輪盤101；紅色光源裝置120；藍色光源裝置300；及光源側光學系統140。激發光照射裝置70具備朝螢光輪盤101照射藍色波長頻帶之激發光的激發光源71。螢光發光裝置100之螢光輪盤101，係具有於圓板狀之金屬基材上鋪設綠色螢光體層103之圓環狀的螢光發光區域。另外，此螢光發光區域之金屬基材的交界面係形成有反射光之反射面，於此反射面上形成有接收激發光而發出綠色波長頻帶之螢光光的綠色螢光體層103。
因此，當來自激發光照射裝置70之藍色波長頻帶光照射於螢光發光區域時，從吸收藍色光作為激發光之綠色螢光體層103射出綠色波長頻帶之光。即，螢光輪盤101係由藉輪盤馬達110旋轉驅動之金屬基材構成，藉由在形成於基材上之圓環狀螢光發光區域接收激發光，可作為發出綠色波長頻帶之螢光光的螢光板發揮功能。
紅色光源裝置120具備紅色光源121，該紅色光源121係發出紅色波長頻帶光之半導體發光元件。藍色光源裝置300具備藍色光源301，該藍色光源301係發出藍色波長頻帶光之半導體發光元件。光源側光學系統140係以使從螢光輪盤101及紅色光源裝置120、藍色光源裝置300發出之各色光的光軸聚光於指定的一面、即光通道175之射入口的方式而於指定位置配置複數個分色鏡、聚光透鏡等。
另外，光源單元60係藉由投影機控制手段中的光源控制手段個別地進行激發光照射裝置70、紅色光源裝置120及藍色光源裝置300之發光的點亮控制，而可從光源單元60射出合成光或單色光。具體而言，光源控制手段係構成為在分別射出綠色、紅色及藍色波長頻帶光之期間，分別使激發光照射裝置70、紅色光源裝置120及藍色光源裝置300點亮，再於使綠色、紅色及藍色波長頻帶光合成而射出白色波長頻帶光的期間，進行使激發光照射裝置70、紅色光源裝置120及藍色光源裝置300全部點亮的控制。
藉此，可從光源單元60依序射出紅色、白色、綠色及藍色之波長頻帶光。另外，作為投影機10之顯示元件51的DMD，根據資料來分時顯示各色之光，藉此，可於屏幕上生成高亮度之彩色影像。
以下，參照圖面詳細說明本發明之實施例。第1圖為投影機10之外觀立體圖。又，在本實施例中，投影機10之左右表示相對於投影方向的左右方向。另外，前後表示相對於投影機10之屏幕側方向及光線束的行進方向的前後方向。
如第1圖所示，投影機10係大致長方體形狀，在作為投影機框體之前方側板的正面面板12的一側，具有罩蓋投影口之透鏡罩19，並且，於此正面面板12設有複數個吸氣孔18。又，雖未圖示，但還具備接收來自遙控器的控制信號之Ir接收部。
另外，於框體之上面面板11設有鍵/指示器部37。在此鍵/指示器部37上配置有電源開關鍵、通知電源之接通或切斷的電源指示器、切換投影之接通或切斷的投影開關鍵、光源單元、顯示元件或控制電路等發生過熱時進行通知用的過熱指示器等之鍵或指示器。
又，於框體之背面設有將USB端子或影像信號輸入用之D-SUB端子、S端子、RCA端子等設於背面面板的輸入輸出連接器部及電源轉接器插頭等之各種端子20。另外，於背面面板設有複數個吸氣孔18。又，在未圖示之作為框體側板的右側面板及第1圖所示之作為側板的左側面板15，分別形成有複數個排氣孔17。另外，於左側面板15之背面面板附近的角部也形成有吸氣孔18。又，在未圖示之下面面板的正面、背面、左側及右側面板附近也形成有複數個吸氣孔或排氣孔。
其次，使用第2圖之方塊圖，說明投影機10之投影機控制手段。投影機控制手段係由控制部38、輸入輸出介面22、影像轉換部23、顯示編碼器24及顯示驅動部26等構成，從輸入輸出連接器部21輸入之各種規格的影像信號，在透過輸入輸出介面22、系統匯流排(SB)而由影像轉換部23轉換統一成適合於顯示之指定格式的影像信號後，輸出至顯示編碼器24。
另外，顯示編碼器24係在將輸入之影像信號展開儲存於視訊RAM25後，由此視訊RAM25的儲存內容生成視訊信號並輸出至顯示驅動部26。
顯示驅動部26係作為顯示元件控制手段發揮功能者，且對應從顯示編碼器24輸出之影像信號來適宜調整幀率，以此驅動作為空間光調變元件(SOM)的顯示元件51者。透過導光光學系統將從對應於該顯示元件控制之光源單元60射出的光線束照射於顯示元件51，而藉顯示元件51的反射光形成光像。再透過後述之投影側光學系統將影像投影顯示於未圖示之屏幕上。又，此投影側光學系統之可動透鏡組235，係藉由透鏡馬達45進行變焦調整或焦距調整用之驅動。
另外，影像壓縮解壓縮部31係進行將影像信號之亮度信號及色差信號依序寫入記憶卡32之記錄處理，該記憶卡32係藉由ADCT及哈夫曼編碼等之處理對資料進行壓縮並作成可自由裝卸之記錄媒體。又，影像壓縮解壓縮部31係於再生模式時讀出記錄於記憶卡32中之影像資料，以一幀為單位將構成一連串之動畫的各個影像資料解壓縮，並透過影像轉換部23將解壓縮後的影像資料輸出至顯示編碼器24，根據儲存於記憶卡32中之影像資料，進行可顯示動畫等之處理。
控制部38係司職投影機10內之各電路之動作控制。另外，控制部38係由CPU、固定地儲存各種設定等之動作程式之ROM及作為工作記憶體使用之RAM等所構成。
由設於框體之上面面板11的主鍵及指示器等構成之鍵/指示器部37的操作信號，直接被輸送至控制部38。另外，來自遙控器之鍵操作信號，由Ir接收部35接收，而由Ir處理部36解調後之碼信號輸出至控制部38。
又，於控制部38透過系統匯流排(SB)連接有聲音處理部47。此聲音處理部47具備PCM音源等之音源電路，在投影模式及再生模式時將聲音資料類比化，並驅動揚聲器48進行聲音之擴音。
另外，控制部38係控制作為光源控制手段的光源控制電路41。此光源控制電路41係以從光源單元60射出影像生成時所要求的指定波長頻帶的光的方式，個別地進行光源單元60之激發光照射裝置、紅色光源裝置及藍色光源裝置的發光之點亮控制。
又，控制部38係使冷卻風扇驅動控制電路43進行設於光源單元60等之複數個溫度感測器的溫度檢測，並根據此溫度檢測結果來控制冷卻風扇之旋轉速度。另外，控制部38還使冷卻風扇驅動控制電路43進行即使投影機本體之電源依藉定時器等而被切斷後仍可持續冷卻風扇之旋轉。另外，控制部38亦進行根據溫度感測器的溫度檢測結果來切斷投影機本體之電源等的控制。
接者，針對此投影機10之內部構造進行說明。第3圖為顯示投影機10之內部構造的模式俯視圖。如第3圖所示，投影機10係於右側面板14附近具備控制電路基板241。此控制電路基板241係具備電源電路方塊或光源控制方塊等而成。另外，投影機10係於控制電路基板241之側方、即投影機框體之大致中央部分具備光源單元60。又，投影機10係在光源單元60與左側面板15之間具備光學系統單元160。
光源單元60係配置於投影機框體之左右方向的大致中央部分。另外，在從配置於背面面板13附近之激發光照射裝置70射出的光線束的光軸上，設有配置於正面面板12附近之螢光發光裝置100。另外，從螢光發光裝置100射出之光線束的光軸與配置於正面面板12附近的藍色光源裝置300係平行地配置。更具備：紅色光源裝置120，係配置於激發光照射裝置70與螢光發光裝置100之間；及光源側光學系統140，係使來自螢光發光裝置100之射出光、來自紅色光源裝置120之射出光、及來自藍色光源裝置300之射出光的光軸分別成為同一光軸而聚光於指定的一面、即光通道175之射入口。
激發光照射裝置70具備：激發光源71，係以背面面板13與光軸成為平行的方式所配置；反射鏡組75，係將來自激發光源71之射出光的光軸朝正面面板12的方向作90度變換；聚光透鏡78，係對來自激發光源71且在反射鏡組75反射的射出光進行聚光；及散熱板81，係配置於激發光源71與右側面板14之間。
激發光源71係呈矩陣狀地排列複數個藍色雷射二極體而形成。於各藍色雷射二極體之光軸上分別配置有準直透鏡73，該準直透鏡73係用以將來自各藍色雷射二極體之射出光轉換為平行光。另外，反射鏡組75係呈階梯狀地排列複數個反射鏡而形成，用以將從激發光源71射出之光線束的截面面積朝一方向縮小並朝聚光透鏡78射出。
於散熱板81與背面面板13之間配置有冷卻風扇261。另外，藉由此冷卻風扇261與散熱板81來冷卻激發光源71。又，藉由配置於反射鏡組75與背面面板13之間的冷卻風扇261，來冷卻反射鏡組75、聚光透鏡78。
螢光發光裝置100具備：螢光輪盤101，係以與來自激發光照射裝置70之射出光的光軸正交的方式配置；輪盤馬達110，用以旋轉驅動此螢光輪盤101；及聚光透鏡組111，係對從螢光輪盤101朝背面面板13方向射出之光線束進行聚光。
如第4A、4B圖所示，螢光輪盤101係於圓板形之金屬基材的圓周方向之凹部形成有環狀的螢光發光區域，該螢光發光區域係將來自激發光源71之射出光作為激發光而射出綠色波長頻帶的螢光發光光。亦即、螢光輪盤101係作為能接收激發光進行螢光發光之螢光板發揮作用。另外，圓板形金屬基材之圓周方向的凹部表面，係藉銀蒸鍍等方式作鏡面加工，而形成有反射光之反射面，且於此反射面上鋪設有綠色螢光體之層103。
照射於螢光輪盤101之綠色螢光體層103上的來自於激發光照射裝置70的射出光，係激發綠色螢光體層103中之綠色螢光體。從所激發之綠色螢光體朝全方位發出螢光發光之光線束，係直接朝激發光源71側或於螢光輪盤101之反射面反射後朝激發光源71側射出。另外，未被螢光體層103之螢光體吸收而照射於金屬基材上的激發光，由反射面反射後再度射入螢光體層103，對螢光體層103進行激發。因此，藉由將螢光輪盤101之凹部表面作成反射面，可提高從激發光源71射出之激發光的利用效率，從而可更明亮地進行發光。
又，藉螢光輪盤101之反射面而反射至螢光體層103側的激發光中未被螢光體吸收而射出至激發光源71側的激發光，係穿透後述之第一分色鏡141而返回激發光照射裝置70之方向，不會被射出至外部。螢光光則由第一分色鏡141所反射。另外，如第3圖所示，於輪盤馬達110與正面面板12之間配置有冷卻風扇261，藉由冷卻風扇261來冷卻螢光輪盤101。
紅色光源裝置120具備：紅色光源121，係以激發光源71與光軸平行之方式配置；及聚光透鏡組125，係對來自紅色光源121之射出光進行聚光。此外，紅色光源裝置120係以來自激發光照射裝置70之射出光及從螢光輪盤71射出的綠色波長頻帶光與光軸交叉之方式配置。另外，紅色光源121係作為發出紅色波長頻帶光之半導體發光元件的紅色發光二極體。又，紅色光源裝置120具備配置於紅色光源121之右側面板14側的散熱板130。另外，於散熱板130與正面面板12之間配置有冷卻風扇261，藉由冷卻風扇261來冷卻紅色光源121。
藍色光源裝置300具備：藍色光源301，係以與來自螢光發光裝置100之射出光的光軸平行之方式配置；及聚光透鏡組305，係對來自藍色光源301之射出光進行聚光。藍色光源裝置300係以來自紅色光源裝置120之射出光與光軸交叉之方式配置。另外，藍色光源301係作為發出藍色波長頻帶光之半導體發光元件的藍色發光二極體。又，藍色光源裝置300具備配置於藍色光源301之正面面板12側的散熱板310。另外，於散熱板310與正面面板12之間配置有冷卻風扇261，藉由冷卻風扇261來冷卻藍色光源301。
另外，光源側光學系統140係由使紅色、綠色、藍色波長頻帶的光線束聚光之聚光透鏡、對各色波長頻帶之光線束的光軸進行轉換而成為同一光軸之分色鏡等構成。具體而言，在從激發光照射裝置70射出之藍色波長頻帶光、和從螢光輪盤101射出的綠色波長頻帶光的光軸、以及從紅色光源裝置120射出之紅色波長頻帶光的光軸交叉之位置，配置第一分色鏡141，該第一分色鏡141係使藍色及紅色波長頻帶光穿透且反射綠色波長頻帶光並將此綠色波長頻帶光之光軸朝左側面板15之方向作90度變換。
另外，於從藍色光源裝置300射出之藍色波長頻帶光的光軸與從紅色光源裝置120射出之紅色波長頻帶光的光軸交叉之位置，配置第二分色鏡148，該第二分色鏡148係使藍色波長頻帶光穿透且反射綠色及紅色波長頻帶光並將此綠色及紅色光之光軸朝背面面板13之方向作90度變換。另外，於第一分色鏡141與第二分色鏡148之間配置有聚光透鏡。
光學系統單元160係藉以下三個組塊而呈大致字形配置，亦即：照明側組塊161，係位於激發光照射裝置70之左側方；影像生成組塊165，係位於背面面板13與左側面板15相交叉的位置附近；及投影側組塊168，係位於光源側光學系統140與左側面板15之間。
此照明側組塊161具有將從光源單元60射出之光源光朝影像生成組塊165所具備之顯示元件51進行導光的導光光學系統170的一部分。此照明側組塊161所具有之導光光學系統170具有：將從光源單元60射出之光線束形成均勻的強度分布之光束的光通道175、使光源光聚光於光通道175之射入面的聚光透鏡173、對從光通道175射出之光進行聚光的聚光透鏡178、以及將從光通道175射出之光線束的光軸朝影像生成組塊165方向作變換的光軸轉換鏡181等。
影像生成組塊165係作為導光光學系統170，其具備：聚光透鏡183，係將藉光軸轉換鏡181反射之光源光聚光於顯示元件51；及照射鏡185，係以指定角度將穿透此聚光透鏡183之光線束照射於顯示元件51。又，影像生成組塊165具有作為顯示元件51之DMD，在顯示元件51與背面面板13之間配置有用來冷卻顯示元件51之散熱板190，藉此散熱板190來冷卻顯示元件51。另外，於顯示元件51之正面附近配置有作為投影側光學系統220的聚光透鏡195。
投影側組塊168具有將被顯示元件51反射的光放射於屏幕上的投影側光學系統220的透鏡組。此投影側光學系統220具備內建於固定鏡筒內之固定透鏡組225及內建於活動鏡筒內之可動透鏡組235，且具備變焦功能之可變焦型透鏡，藉由透鏡馬達使可動透鏡組235移動，可進行變焦調整或焦距調整。
接著，針對藉光源控制手段對激發光照射裝置70、紅色光源裝置120及藍色光源裝置300的控制進行說明。光源控制手段係個別地分時控制激發光照射裝置70、紅色光源裝置120及藍色光源裝置300的點亮及熄滅動作。藉此，可從光源單元60射出合成光或單色光。
具體而言，如第5圖所示，光源控制手段係構成為能執行以包含分別射出紅色、綠色及藍色波長頻帶光之期間的方式而於一幀期間中分別依序點亮紅色光源裝置120、激發光照射裝置70及藍色光源裝置300的控制。
藉此，在僅點亮紅色光源裝置120時，紅色光透過光源側光學系統140射入光通道175。在僅點亮激發光照射裝置70時，激發光被照射於螢光發光裝置100之螢光輪盤101，藉此，從螢光輪盤101射出之綠色光透過光源側光學系統140而射入光通道175。另外，在僅點亮藍色光源裝置300時，藍色光透過光源側光學系統140射入光通道175。亦即，此光源單元60係分別使激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300發光，藉此，可依序射出各色(紅色、綠色及藍色)之單色光。另外，作為投影機10之顯示元件51的DMD，可藉由依資料來分時顯示各色之光，而於屏幕上生成彩色影像。
另外，此光源控制手段係可個別地控制激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300的發光，所以，可執行在指定期間使激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300中的任二個或三個裝置全部點亮的控制。即，如第6A圖所示，此光源控制手段係構成為能執行以包含使合成紅色、綠色及藍色波長頻帶光而生成之白色波長頻帶光射出的期間之方式而將紅色光源裝置120、激發光照射裝置70及藍色光源裝置300全部點亮的控制。又，如第6B圖所示，光源控制手段係構成為藉由在紅色光源裝置120之點亮期間中開始進行激發光照射裝置70的點亮，而能以使紅色光源裝置120及激發光照射裝置70的點亮期間重疊之方式執行紅色光源裝置120及激發光照射裝置70的點亮控制。
藉此，此光源單元60不僅可射出紅色、綠色及藍色之單色光，還可生成及射出屬合成光的白色波長頻帶光。亦即，此光源單元60可依序射出紅色、白色、綠色及藍色之波長頻帶光。另外，此光源控制手段還可生成及射出屬紅色及綠色之合成光的黃色波長頻帶光。亦即，此光源單元60還可依序射出紅色、黃色、綠色及藍色之波長頻帶光。因此，投影機10之顯示元件51的DMD依資料而分時顯示各色之光，藉此可於屏幕上生成高亮度之彩色影像。
如第7A圖所示，光源控制手段係構成為能執行以包含分別使紅色、綠色及藍色波長頻帶光射出的期間之方式而於一幀中分別以二倍的速度依序點亮紅色光源裝置120、激發光照射裝置70及藍色光源裝置300的控制。
藉此，在僅點亮紅色光源裝置120時，紅色光透過光源側光學系統140射入光通道175。在僅點亮激發光照射裝置70時，激發光被照射於螢光發光裝置100之螢光輪盤101，藉此，從螢光輪盤101射出之綠色光透過光源側光學系統140而射入光通道175。另外，在僅點亮藍色光源裝置300時，藍色光透過光源側光學系統140射入光通道175。並且，於一幀中分別以二倍的速度依序使該等裝置點亮。即，光源單元60係藉由分別使激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300發光，而能以二倍的速度依序射出各色(紅色、綠色及藍色)之單色光。因此，屬投影機10之顯示元件51的DMD係依資料而以二倍之速度分時顯示各色之光，可於屏幕上生成不容易產生色差之彩色影像。
又，如第7B圖所示，光源控制手段係構成為能執行以包含分別使紅色、綠色及藍色波長頻帶光射出的期間之方式而於一幀中分別以三倍的速度依序點亮紅色光源裝置120、激發光照射裝置70及藍色光源裝置300的控制。
藉此，在僅點亮紅色光源裝置120時，紅色光透過光源側光學系統140射入光通道175。在僅點亮激發光照射裝置70時，激發光被照射於螢光發光裝置100之螢光輪盤101，藉此，從螢光輪盤101射出之綠色光透過光源側光學系統140而射入光通道175。另外，在僅點亮藍色光源裝置300時，藍色光透過光源側光學系統140射入光通道175。並且，於一幀中分別以三倍的速度依序使該等裝置點亮。即，光源單元60係藉由分別使激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300發光，而能以三倍的速度依序射出各色(紅色、綠色及藍色)之單色光。因此，屬投影機10之顯示元件51的DMD係依資料而以三倍之速度分時顯示各色之光，藉此可於屏幕上生成不容易產生色差之彩色影像。
根據本發明，可提供一種光源單元60、及具備此光源單元60且可於屏幕上顯示色平衡感佳之影像之投影機10，該光源單元60藉由具備紅色光源裝置120、藍色光源裝置300及由激發光照射裝置70激發之綠色螢光發光裝置而可射出高亮度之各色光，該紅色光源裝置120及藍色光源裝置300係具有發光二極體等之半導體發光元件。
另外，根據本發明，可提供一種光源單元60、及具備此光源單元60之投影機10，該光源單元60係作為藉由通過激發光照射裝置70而照射了激發光之螢光發光裝置100及二種類之光源裝置120,300而可射出各色光的構成，藉由光源控制手段來個別地控制激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300的發光，不僅可射出單色光，還可射出黃色或白色波長頻帶光等之合成光，從而可達到亮度之提高。
又，本發明可提供一種光源單元60、及具備此光源單元60之投影機10，該光源單元60係作為藉由通過激發光照射裝置70而照射了激發光之螢光發光裝置100及二種類之光源裝置120,300而可射出各色光的構成，藉由光源控制手段而於一幀中對激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300的發光進行倍速控制，可生成不容易產生色差之彩色影像。
又，此光源單元60還可藉由使紅色光源裝置120及藍色光源裝置300同時點亮而生成紫紅色的波長頻帶光，還可藉由使激發光照射裝置70及藍色光源裝置300同時點亮而生成藍綠色的波長頻帶光。即，光源單元60可自由地改變各原色(紅色、綠色及藍色)之波長頻帶光的點亮期間之比率，並可自由地組合射出各補色(黃色、藍綠色及紫紅色)之波長頻帶光及白色波長頻帶光。
另外，光源控制手段係還能以縮短各色光之射出時間之方式來控制激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300的點亮時間，自由地進行亮度之調整。又，不只是在射出指定波長頻帶光時，作為以限制光源輸出之方式由光源控制手段控制激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300中的任一方之構成，還可調整色度及亮度。因此，可提供一種投影機10，其可於屏幕上投影與各種情況對應之影像，亦即、可於屏幕上投影適合於執行寬範圍之亮度模式、或色度調整、或亮度提高、或限制色差等各種狀況的影像。
另外，根據本發明，因為可個別地控制激發光照射裝置70及二種類之光源裝置120,300的發光，所以，不需要進行具有螢光發光區域之螢光輪盤101的旋轉控制。藉此，即使不具備旋轉位置檢測裝置等，亦可作成藉由簡單之輪盤馬達110而使螢光輪盤101旋轉的構成，所以，可減低光源單元60及投影機10之成本。
又，可提供一種光源單元60及具備此光源單元60之投影機10，該光源單元60係可對激發光源71、紅色光源121及藍色光源301進行負載(duty)驅動，亦即可拉長激發光源71、紅色光源121及藍色光源301之非點亮時間，所以，可保持較低之溫度。另外，因平均電流值變低，所以，藉由昇高施加電壓，來提高激發光源71、紅色光源121及藍色光源301之發光時的輸出，而可生成明亮之各色光。
另外，藉由輪盤馬達110旋轉驅動螢光輪盤101，可擴大用以接收螢光發光區域中之激發光的面積，所以，可限制螢光體之溫度上昇，可提高該螢光體之發光效率及防止劣化。藉此，可提供一種能長期地維持性能的光源單元60及具備此光源單元60之投影機10，該光源單元60。
又，本發明不限定於以上之實施例，只要是在未超出本發明之實質範圍內，即可自由地變更及改良。例如，光源控制手段亦可不設於投影機10，而是個別地設於光源單元60。另外，各光學系統之配置不限定於上述情況，亦可為各種之構成。又，不作成使螢光輪盤101旋轉的構成，而是作為矩形形狀等之螢光板而予以固定配置，還可省去輪盤馬達110。因此，可進一步減低光源單元60及投影機10之成本。
另外，在使螢光板固定之情況，在激發光照射裝置70與螢光板之間配設使來自激發光照射裝置70的光之照射方向變化的調整裝置。或者，配置以激發光照射裝置70之位置及/或照射方向變化的方式驅動之光源驅動裝置。藉此，透過讓來自激發光照射裝置70之光的照射點位置在螢光發光區域內移動，可擴大照射面積，而避免熱量的集中。另外，作為調整裝置，可採用例如使用了KTN結晶、音響光學元件、MEMS鏡片等之偏光器。
另外，於上述實施例中，使用分色鏡來根據波長選擇光軸方向的轉換、透光及反射，但並不限定於此，亦能以例如分色稜鏡等之其他替代手段來替代該分色鏡。
又，於上述實施例中，係利用激發光照射裝置70及作為二種類之光源裝置的紅色光源裝置120及藍色光源裝置300來構成光源單元60，但並不限定於此。另外，亦可為追加設置發出黃色或紫紅色等之補色波長頻帶光的光源裝置之構成。另外，激發光照射裝置70之激發光源71，不限定於射出藍色波長頻帶光者，亦可將照射紫外線範圍之激發光的雷射二極體作為激發光源71。
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．．．透鏡罩
20．．．端子
21．．．輸入輸出連接器部
22．．．輸入輸出介面
23．．．影像轉換部
24．．．顯示編碼器
25．．．視訊RAM
26．．．顯示驅動部
31．．．影像壓縮解壓縮部
32．．．記憶卡
35．．．Ir接收部
36．．．Ir處理部
37．．．鍵/指示器部
38．．．控制部
41．．．光源控制電路
43．．．冷卻風扇驅動控制電路
47．．．聲音處理部
48．．．揚聲器
51．．．顯示元件
60．．．光源單元
70．．．激發光照射裝置
71．．．激發光源
73．．．準直透鏡
75．．．反射鏡組
78．．．聚光透鏡
81．．．散熱板
100．．．螢光發光裝置
101．．．螢光輪盤
103．．．螢光體層
110．．．輪盤馬達
111．．．聚光透鏡組
120．．．紅色光源裝置
121．．．紅色光源
125．．．聚光透鏡組
130．．．散熱板
140．．．光源側光學系統
141．．．第一分色鏡
148．．．第二分色鏡
160．．．光學系統單元
161．．．照明側組塊
165．．．影像生成組塊
168．．．投影側組塊
170．．．導光光學系統
173．．．導光透鏡
175．．．光通道
178．．．聚光透鏡
181．．．光軸轉換鏡
183．．．聚光透鏡
185．．．照射鏡
190．．．散熱板
195．．．聚光透鏡
220．．．投影側光學系統
225．．．固定透鏡組
235．．．可動透鏡組
241．．．控制電路基板
261．．．冷卻風扇
300．．．藍色光源裝置
301．．．藍色光源
305．．．聚光透鏡組
310．．．散熱板
235．．．可動透鏡組
第1圖為顯示本發明之實施例的具備光源單元之投影機之外觀立體圖。
第2圖為本發明之實施例的具備光源單元之投影機之功能電路方塊的示意圖。
第3圖為顯示本發明之實施例的具備光源單元之投影機之內部構造的模式俯視圖。
第4A及4B圖為顯示本發明之實施例的螢光輪盤之模式前視圖及局部剖面之模式俯視圖。
第5圖為顯示本發明之實施例的激發光照射裝置及二種類之光源裝置的點亮期間之時序圖。
第6A及6B圖為顯示本發明之實施例的激發光照射裝置之點亮期間的時序圖。
第7A及7B圖為顯示本發明之實施例的激發光照射裝置之點亮期間的時序圖。
10．．．投影機
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
51．．．顯示元件
60．．．光源單元
70．．．激發光照射裝置
71．．．激發光源
73．．．準直透鏡
75．．．反射鏡組
78．．．聚光透鏡
81．．．散熱板
100．．．螢光發光裝置
101．．．螢光輪盤
110．．．輪盤馬達
111．．．聚光透鏡組
121．．．紅色光源
125．．．聚光透鏡組
130．．．散熱板
140．．．光源側光學系統
141．．．第一分色鏡
148．．．第二分色鏡
160．．．光學系統單元
161．．．照明側組塊
168．．．投影側組塊
170．．．導光光學系統
173．．．導光透鏡
175．．．光通道
178．．．聚光透鏡
181．．．光軸轉換鏡
183．．．聚光透鏡
185．．．照射鏡
190．．．散熱板
195．．．聚光透鏡
220．．．投影側光學系統
225．．．固定透鏡組
235．．．可動透鏡組
241．．．控制電路基板
261．．．冷卻風扇
300．．．藍色光源裝置
301．．．藍色光源
305．．．聚光透鏡組
310．．．散熱板

Claims (7)

  1. 一種光源單元，其特徵為具備：激發光照射裝置，係發出激發光；螢光板，係於基材上具有螢光發光區域，藉由朝該螢光發光區域照射來自該激發光照射裝置之激發光，而發出指定波長頻帶的螢光光；二種類之光源裝置，係發出與從該螢光板發出之螢光光不同之波長頻帶光；光源側光學系統，係將從該螢光板發出之螢光光與從該二種類之光源裝置發出的光聚光於指定之一面；及光源控制手段，係個別地控制該激發光照射裝置及該二種類之光源裝置的發光；藉由該光源控制手段個別地控制該激發光照射裝置及該二種類之光源裝置的發光，而射出合成光或單色光。
  2. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中該螢光板係由藉輪盤馬達旋轉驅動之基材構成的螢光輪盤。
  3. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中於該螢光發光區域形成有反射光之反射面，於該反射面上形成有接收該激發光而發出螢光光之螢光體層。
  4. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中該激發光照射裝置具備發出藍色波長頻帶之激發光的激發光源；該二種類之光源裝置係由具有發出紅色波長頻帶光的半導體發光元件之紅色光源裝置、及具有發出藍色波長頻帶光的半導體發光元件之藍色光源裝置所構成；該螢光板之螢光發光區域係接收來自該激發光照射裝置之激發光而發出綠色波長頻帶光。
  5. 如申請專利範圍第4項之光源單元，其中該光源控制手段係以包含分別射出綠色、紅色及藍色波長頻帶光之期間的方式分別點亮該激發光照射裝置、該紅色光源裝置及該藍色光源裝置，且以包含射出合成綠色、紅色及藍色波長頻帶光而生成之白色波長頻帶光的期間的方式將該激發光照射裝置、該紅色光源裝置及該藍色光源裝置全部點亮。
  6. 如申請專利範圍第4項之光源單元，其中該光源控制手段係以包含分別射出綠色、紅色及藍色波長頻帶光之期間的方式分別點亮該激發光照射裝置、該紅色光源裝置及該藍色光源裝置，且以包含射出合成綠色及紅色而生成之黃色波長頻帶光的期間的方式點亮該激發光照射裝置及該紅色光源裝置。
  7. 一種投影機，其特徵為具備：申請專利範圍第1項之光源單元；顯示元件；導光光學系統，係將來自該光源單元之光朝該顯示元件導光；投影側光學系統，係將從該顯示元件射出之影像投影於屏幕上；及投影機控制手段，係控制該光源單元、顯示元件。
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