TWI438485B - 光源裝置及投影機 - Google Patents

Description

光源裝置及投影機

本發明係關於光源裝置、及具備此光源裝置之投影機。

現今，作為一種影像投影裝置之資料投影機已相當普及，其用以將個人電腦之畫面或視訊影像、乃至儲存於記憶卡等中之影像資料的影像等投影於螢幕上。投影機係使從光源射出之光聚光於被稱為DMD(數位微鏡裝置)的微鏡顯示元件或液晶板上，而於螢幕上顯示彩色影像。

在此種投影機中，以往主要以高亮度之放電燈作為光源，但近年來開發及推出了多種使用發光二極體、雷射二極體或有機EL、螢光體發光等作為光源的方案。例如，在日本國特開2004-341105號公報中，提出一種光源裝置，其具備：螢光轉盤，係由配設螢光體層之圓板狀透明基材所構成，其中此螢光體層接收從固體光源射出之作為激發光的紫外線光而轉換為可見光。然而，將作為激發光的紫外線光照射於形成於轉盤面之螢光體層上，雖可發出紅色、綠色、藍色波長範圍的螢光光，但紅色螢光體之發光效率比其他螢光體的發光效率低，所以存在有紅色亮度不足之問題點。

本發明係鑒於上述習知技術中的問題點所提出而完成之發明，其目的在於提供一種光源裝置及具備此光源裝置之投影機，其中該光源裝置具備：螢光轉盤，具有發光效率良好之種類的螢光體；光源，用以激發螢光體；及單色光源，係射出與發光效率較低之種類的螢光體對應的波長範圍光；藉由上述構成，可提高畫面之亮度。

本發明之光源裝置及投影機，其特徵為具備：發光板，係於基材上具有複數個分段區域，並將該複數個分段區域中至少一個區域作為反射部，於該反射部形成有接收激發光而發出既定之波長範圍光的螢光體層，且將該複數個分段區域中至少一個區域作為使光穿透之透光部；第一光源，係朝該螢光體照射激發光；第二光源，係發出與從該螢光體層射出之螢光光及從該第一光源射出的激發光不同之波長範圍光；聚光光學系統，係使從該發光板射出之光及從該第二光源射出的光聚光於同一光路上；及光源控制手段，係控制該第一光源及第二光源的發光。

藉由以下之詳細說明及附加圖式，應可充分瞭解本發明，但此等只是用於說明而已，並非用來限定本發明之範圍。

以下，參照圖式，說明實施本發明之較佳形態。然而，雖對以下所述之實施形態附加有為了實施本發明而技術上較適之各種限定，但並不是用以將本發明限定於以下之實施形態及圖示例。

本發明之投影機10具備：光源裝置63；顯示元件51；冷卻風扇；光源側光學系統62，係將來自光源裝置63之光朝顯示元件51導光；投影側光學系統90，係將從顯示元件51射出之影像投影於螢幕上；投影機控制手段，係用來控制光源裝置63及顯示元件51；及光源控制電路41，係作為光源控制手段，用來控制光源裝置63之第一光源72及第二光源82之發光。

光源裝置63具有作為發光板之螢光轉盤71。螢光轉盤71係於可旋轉控制之基材上具有二個相鄰接之半圓形的分段區域。一個分段區域，即第一區域1，係作為反射部而於該反射部形成有接收激發光而發出綠色波長範圍光之螢光體層131。而另一分段區域，即第二區域2，係作為透光部而使光穿透。光源裝置63具備：第一光源72，係朝螢光體照射可見光區域之激發光；第二光源82，係發出與從螢光體層131射出之螢光光及從第一光源72射出的激發光不同之波長範圍光；及聚光光學系統，係使從螢光轉盤71射出之光及從第二光源82射出的光聚光於同一光路上。

聚光光學系統具備：第一光軸變換鏡151a及第二至第四光軸變換鏡151b,151c,151d。第一光軸變換鏡151a係配置於第一光源72與螢光轉盤71之間，使激發光及來自第二光源82的光穿透且反射來自螢光體之螢光光的分色鏡。第二至第四光軸變換鏡151b,151c,151d，係可將穿透螢光轉盤71之透光部的激發光、在第一光軸變換鏡151a被反射的螢光光、及從第二光源82射出之光聚光於同一光路上且可朝同一方向射出的複數個反射鏡及分色鏡。

用於第一區域1之基材係由銅板或鋁等之熱傳導性構件構成的不透明基材，用於第二區域2之基材係由玻璃基材或透明樹脂基材所形成。另外，在作為反射部之第一區域1的基材上的配置有螢光體層131側之表面，藉銀蒸鍍等形成有用來反射光之反射層，於此反射層上形成有螢光體層131。

另外，在作為透光部之第二區域2的基材上形成有使穿透之來自第一光源72的光擴散之擴散層141。

又，第一光源72係雷射發光器，用以射出波長比綠色螢光體層131所發出之綠色波長範圍光的波長還短的藍色波長範圍光。第二光源82係射出紅色波長範圍光之發光二極體。

以下，參照圖式，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，左右表示相對於投影方向的左右方向，前後表示相對於從投影機10射出之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，在作為外殼本體前方之側板的正面面板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設有複數個排氣孔17。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，在作為外殼本體之上面面板11設有鍵/指示器部37。在此鍵/指示器部37上配設有電源開關鍵、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、光源裝置、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，在外殼本體之背面設有將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。又，在未圖示之作為外殼本體之側板的右側面板14及第1圖所示之作為側板的左側面板15之下部附近，分別形成有複數個吸氣孔18。

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、影像變換部23、顯示編碼器24及顯示驅動部26等所構成，從輸入輸出連接器部21輸入之各種規格的影像信號，透過輸入輸出介面22、系統匯流排(SB)，以統一為適合於顯示之既定格式的影像信號之方式而由影像變換部23進行變換後，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之情況下，從視訊RAM25的儲存內容中生成視訊信號並輸出至顯示驅動部26。

顯示驅動部26係對應於從顯示編碼器24輸出之影像信號，並以適宜幀率驅動作為空間光調變元件(SOM)的顯示元件51者，其透過光源側光學系統將從光源裝置63射出之光線束射入顯示元件51，藉此，以顯示元件51的反射光來形成光像，並透過作為投影側光學系統之投影系統透鏡組，將影像投影顯示於未圖示之螢幕上。又，此投影側光學系統之可動透鏡組97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而成為可自由裝拆之記錄媒體。又，影像壓縮/解壓縮部31係於播放模式時讀出記錄於記憶卡32中之影像資料，以1幀單位將構成一連串之動畫的各個影像資料解壓縮，並透過影像變換部23將此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，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。

由設於外殼本體之上面面板11的主鍵及指示器等所構成之鍵/指示器部37的操作信號，直接被輸送至控制部38，來自遙控器之鍵操作信號，由Ir接收部35接收，並將由Ir處理部36所解調之碼信號輸出至控制部38。

又，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，在投影模式及播放模式時，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電源控制電路41，此電源控制電路41係根據影像信號來控制光源裝置63之第一光源及第二光源的發光。又，控制部38係於冷卻風扇驅動控制電路43進行設於光源裝置63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還於冷卻風扇驅動控制電路43進行藉定時器等使投影機本體之電源切斷後仍持續冷卻風扇之旋轉，或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附近配置有安裝了電源電路方塊101等的電源控制電路基板102，在大致中央配置有多翼型之鼓風機110，在此鼓風機110附近配置有控制電路基板103，在正面面板12附近配置有光源裝置63，在左側面板15附近配置有光學系統單元70。另外，投影機10係藉由區隔用隔壁120將框體內氣密性地區隔成背面面板13側之吸氣側空間室121及正面面板12側之排氣側空間室122，鼓風機110係配置成使吸入口111位於吸氣側空間室121，吐出口113位於排氣側空間室122與吸氣側空間室121之交界處。

光學系統單元70係由以下3個組塊所構成之大致U字形，亦即：照明側組塊78，係位於光源裝置63的附近；影像生成組塊79，係位於背面面板13側；及投影側組塊80，係位於照明側組塊78與左側面板15之間。

照明側組塊78具有將從光源裝置63射出之光朝影像生成組塊79所具備之顯示元件51進行導光的光源側光學系統62的一部分。作為此照明側組塊78具有之光源側光學系統62，具有將從光源裝置63射出之光線束形成為均勻的強度分布之光束的導光裝置75、或使穿透導光裝置75之光聚光的聚光透鏡等。

影像生成組塊79係作為光源側光學系統62，具備：光軸變更鏡74，用以變更從導光裝置75射出之光線束的光軸方向；複數片聚光透鏡，係將藉由此光軸變更鏡74反射之光聚光於顯示元件51；及照射鏡84，係以既定角度將穿透此等聚光透鏡之光線束照射於顯示元件51。又，影像生成組塊79具有作為顯示元件51之DMD，在此顯示元件51之背面面板13側配置有用來冷卻顯示元件51之顯示元件冷卻裝置53，以防止顯示元件51成為高溫。

投影側組塊80具有將被顯示元件51反射而形成影像之光放射於螢幕上的投影側光學系統90的透鏡組。投影側光學系統90具備內建於固定鏡筒內之固定透鏡組93及內建於活動鏡筒內之活動透鏡組97，且是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97移動，可進行變焦調整或焦距調整。

另外，在投影機10之內部構造中，在吸氣側空間室121內配置有比光源裝置63低溫之構件，具體而言，配置有電源控制電路基板102、鼓風機110、控制電路基板103、光學系統單元70之影像生成組塊79、光學系統單元70之投影側組塊80、及在光學系統單元70之照明側組塊78中的聚光透鏡。

另一方面，在排氣側空間室122內配置有比較高溫之光源裝置63、光學系統單元70之照明側組塊78所具備的導光裝置75、及排氣溫減低裝置114。

另外，光源裝置63具備：螢光轉盤71，係藉由照射光而射出原色之綠色及藍色的波長範圍光之發光板；轉盤馬達73，係旋轉驅動螢光轉盤71之驅動裝置；複數個第一光源72，係朝螢光轉盤71照射藍色的波長範圍光；及第二光源82，係射出原色之紅色波長範圍光。

另外，複數個第一光源72係以各第一光源72的光軸與導光裝置75之光軸大致平行的方式配置。第二光源82也是以第二光源82的光軸與導光裝置75之光軸大致平行的方式配置。另外，螢光轉盤71係以第一光源72的光軸與該螢光轉盤71的盤面大致正交的方式配置，該第一光源72的光軸係藉由反射鏡組160變換了90度之方向。亦即，使螢光轉盤71旋轉之轉盤馬達73的旋轉軸，係與藉由反射鏡組160變換了的第一光源72之光軸平行。

第一光源72係射出藍色波長範圍光之雷射發光器，用以將光照射於後述之螢光轉盤71之外周部附近所配置的螢光體層及擴散層上，該藍色波長範圍光係波長比從螢光體層發出之綠色波長範圍光的波長還短的可見光。另外，第二光源82係發出紅色波長範圍光之紅色發光二極體。

如第4(a)及4(b)圖所示，作為發光板之螢光轉盤71係在具備螢光體層131之圓形薄板狀的基材之中央部形成有與作為轉盤馬達73之連接部的圓柱狀旋轉軸之形狀對應的圓形開口，藉由將旋轉軸插入該圓形開口內並使馬達輪轂黏著於基材的中央部附近，而將該螢光轉盤71牢固地連接於轉盤馬達73之旋轉軸上。

因此，螢光轉盤71係藉由轉盤馬達73一體朝圓周方向旋轉。轉盤馬達73係以每秒約120轉等之旋轉速度而由投影機控制手段之控制部38所驅動控制的驅動裝置。亦即，螢光轉盤71係設計成可旋轉控制者。

此基材係具有二個相互鄰接之半圓形分段區域。一個分段區域，即第一區域1，係作為反射部。作為反射部之第一區域1的基材，係由銅板或鋁等之熱傳導性構件構成的不透明基材所構成，在形成有螢光體層131之第一光源72側的表面，藉銀蒸鍍等形成有用來反射來自第一光源72的藍色光源光及由螢光體生成之綠色波長範圍的螢光光的反射層，並於此反射層上形成有螢光體層131。

另外，在基材之第一區域1的外周部附近形成有帶狀之凹部，在此凹部內形成有螢光體層131。此螢光體層131係含有藉由照射來自第一光源72的光，吸收來自第一光源72的光作為激發光，並利用激發而發出屬原色之綠色波長範圍光的螢光體的層。又，此螢光體層131係由螢光體結晶及黏結劑所構成。

未配置螢光體層131之另一分段區域，即第二區域2，係作為透光部而使第一光源72之藍色光穿透。此作為透光部之第二區域2，係在第一光源72側之表面具有擴散層141。具體而言，此擴散層141係形成為藉由對透明基材之第二區域2施以噴砂加工等的粗面處理等之光學處理，而可作為於射入之藍色光源光穿透時賦予擴散效果之層。

另外，作為擴散層141，除在該透明基材之表面施以光學處理的情況外，還可藉由黏固屬光學物質之帶狀固體物來形成。另外，亦可不於第一光源72側之面形成擴散層141，而是於第一光源72之相反側之面形成擴散層141。

如此，因在二個分段區域中於圓周方向相鄰地配置螢光體層131及擴散層141，所以藉由朝旋轉之螢光轉盤71的螢光體層131及擴散層141依序照射藍色光源光，當將從第一光源72射出之光源光作為激發光而照射於螢光轉盤71的螢光體層131時，從螢光轉盤71朝第一光源72側射出綠色波長範圍之螢光光，當從第一光源72射出之光源光照射於螢光轉盤71的透光部之擴散層141時，來自第一光源72之藍色光源光則朝與第一光源72相反側穿透及擴散。

亦即，此光源裝置63係藉由將來自第一光源72之光照射於旋轉的螢光轉盤71上，可將從形成於螢光轉盤71之反射部的螢光體層131射出之綠色螢光光、與穿透螢光轉盤71之具有擴散層141的透光部的藍色光源光分離而射出。

具體而言，此螢光體層131之螢光體，係吸收藍色光源光作為激發光而朝全方位射出綠色波長範圍的螢光光。其中，朝第一光源72側射出的綠色螢光光，係透過後述之聚光光學系統而射入導光裝置75，而射出至基材側之綠色螢光光，係由反射層所反射，該反射光中之大部分，係作為來自螢光轉盤71的射出光，透過聚光光學系統而射入導光裝置75。

另外，未被螢光體層131之螢光體吸收而照射於反射層上之藍色光源光，亦由反射層反射，再度射出至螢光體層131側而可激發螢光體，所以可提高藍色光源光之利用效率，而可明亮地進行發光。

另外，由反射層反射但未被螢光體吸收而從螢光體層131返回第一光源72側之藍色光源光，與綠色螢光光一起從螢光體層131行進至第一光源72側，該藍色光源光係藉由反射綠色光且使藍色光穿透之分色鏡而與綠色螢光光分離。即，從螢光轉盤71射出至第一光源72側的光中僅綠色螢光光，係由分色鏡所反射，並透過聚光光學系統之其他反射鏡或透鏡而射入導光裝置75。

另外，當從第一光源72將藍色波長範圍之雷射光照射於擴散層141時，擴散層141對射入之藍色光源光賦予擴散效果，所以成為與來自螢光體層131的射出光(綠色螢光光)相同之擴散光的藍色光，從擴散層141射出，該藍色光透過聚光光學系統而射入導光裝置75。

在此，作為螢光轉盤71之其他實施形態，由玻璃或透明樹脂等之透明基材形成螢光轉盤71之所有基材，且於第一光源72之相反側的面形成螢光體層131，再於此透明基材之螢光體層131與第一光源72之間僅反射特定波長範圍光，具體而言，形成使激發光成分穿透且反射其他波長範圍成分的光之分色層作為反射部。利用此種構成，還可採用使來自第一光源72之激發光穿透而照射於螢光體層131，並以此分色層反射從螢光體層131全方位射出之光，來提高螢光光之利用效率的構成。

然而，像本實施例那樣，藉由將設置螢光轉盤71之螢光體層131的屬基部之基材本身作為反射部，不於螢光轉盤71之面設置僅反射在將基部作為透明基材時所需要之特定波長範圍光的特殊反射層，仍可分離從螢光轉盤71射出之藍色光源光與綠色螢光光之射出光路，並可成為構成簡單且製造容易的光源裝置63。

又，在將基部作為透明基材來設置分色層的情況，需要使激發光穿透，所以無法利用未被螢光體層131之螢光體所吸收而穿透之藍色光，但像本實施例那樣，在將基部作為反射部之情況，可不被螢光體層131之螢光體所吸收，使照射於基部之激發光反射而再度返回螢光體層131，所以不用追加特殊之光學零件(例如，設於具有螢光體層之透明基材的射出側之具備激發光反射層的透明基材)，可提高來自第一光源72的激發光之利用效率，而可更為明亮地進行發光。

另外，如第5圖所示，光源裝置63具備：準直透鏡150，係配置於第一光源72之射出側且將來自第一光源72之射出光變換為平行光；及反射鏡組160，係配置於第一光源72之光軸上，且使來自第一光源72的光變化90度之角度的方向後進行反射。另外，此光源裝置63具備由以下部件構成的聚光光學系統：分色鏡及反射鏡，係使從螢光轉盤71及第二光源82射出之既定波長範圍光反射或穿透，並使來自該螢光轉盤71之藍色光及綠色光與來自第二光源82之紅色光聚光於同一光路上；及透鏡等，係對從螢光轉盤71射出而射入導光裝置75的光線束進行聚光。

以下，說明本實施例之聚光光學系統。聚光光學系統具備4個光軸變換鏡151，此等光軸變換鏡係藉由使從螢光轉盤71朝不同方向射出而分離之綠色螢光光的光軸及藍色光源光之光軸、與從第二光源82射出之紅色光源光的光軸變換而成為一致，並以使各色光聚光於同一光路上之方式配置於既定位置。

具體而言，聚光光學系統具備：第一光軸變換鏡151a及第二至第四光軸變換鏡151b,151c,151d。第一光軸變換鏡151a係配置於第一光源72與螢光轉盤71之間，使激發光穿透且反射來自螢光體之螢光光的分色鏡。第二至第四光軸變換鏡151b,151c,151d，係將穿透螢光轉盤71之透光部的激發光、在第一光軸變換鏡151a被反射的螢光光、及從第二光源82射出之光聚光於同一光路上且可朝同一方向射出的複數個反射鏡及分色鏡。

第一光軸變換鏡151a係於藉反射鏡組160變化了90度之角度方向的第一光源72之光軸上且第二光源82之光軸上，配置於第一光源72與螢光轉盤71與之間。另外，第一光軸變換鏡151a係不使由反射鏡組160反射之藍色光源光(激發光)及第二光源82的光軸變化，且使從螢光轉盤71射出之綠色螢光光的光軸變換90度的分色鏡。即，第一光軸變換鏡151a係使從第一光源72射出之作為激發光的藍色光源光及來自第二光源82的紅色光源光穿透，且使從螢光轉盤71的螢光體層131的螢光體射出之綠色波長範圍的螢光光變化了90度之角度後進行反射。

第二光軸變換鏡151b係於藉反射鏡組160所變換之第一光源72之光軸上，相對於螢光轉盤71而配置於第一光源72之相反側的位置，且使穿透螢光轉盤71之透光部的擴散層141的藍色光源光之光軸變換90度之通常的反射鏡。即，第二光軸變換鏡151b係使從螢光轉盤71射出之藍色光帶光變化了90度之角度方向後進行反射。又，亦可不將第二光軸變換鏡151b作為反射鏡，而是作為可反射藍色光帶光的分色鏡。

第三光軸變換鏡151c係於藉第一光軸變換鏡151a所變換之綠色螢光光之光軸上(即，第二光源82的光軸上)，與第一光軸變換鏡151a對向配置，且使藉第一光軸變換鏡151a所變換之螢光光及第二光源82的光軸變換90度之反射鏡。即，第三光軸變換鏡151c係使由第一光軸變換鏡151a反射之綠色波長範圍的螢光光及來自第二光源82的紅色光源光僅變化了90度之角度方向後進行反射。又，亦可不將第三光軸變換鏡151c作為反射鏡，而是作為可反射綠色光及紅色光的分色鏡。

第四光軸變換鏡151d係與第二光軸變換鏡151b及第三光軸變換鏡151c對向配置，不使藉第二光軸變換鏡151b所變換之藍色光源光的光軸變化，且再使藉第三光軸變換鏡151c所變換之紅色及綠色螢光光的光軸變換90度之分色鏡。即，第四光軸變換鏡151d係配置於由第二光軸變換鏡151b反射之藍色光源光的光軸與由第三光軸變換鏡151c反射之綠色螢光光及紅色光源光的光軸所交叉之位置，使由第二光軸變換鏡151b反射之藍色光源光穿透並前行，且使由第三光軸變換鏡151c反射之紅色及綠色波長範圍的光僅變化90度之角度方向後進行反射。

藉此，使穿透第四光軸變換鏡151d之藍色光源光及由第四光軸變換鏡151d所反射的紅色光源光及綠色螢光光聚光於同一光路上，並使此等所有顏色之光朝同一方向射出。

如此，於聚光光學系統配置4個光軸變換鏡151，且此光源裝置63使從螢光轉盤71射出之藍色光及綠色光的光軸與從第二光源82射出之紅色光的光軸變換而與導光裝置75之光軸一致，藉此，可使各色光聚光於同一光路上且朝相同方向照射，所以可將從光源裝置63射出之各色光依序射入導光裝置75。

另外，如上述，此聚光光學系統係由在第一光源72與螢光轉盤71之間、及來自螢光轉盤71之螢光光或穿透螢光轉盤71之光源光的路徑上配置多個與分色鏡等之鏡片配合而使光聚光之透鏡而成的透鏡及反射鏡所形成。藉此，藉透鏡使在反射鏡改變了行進方向之光線束聚光，可效率良好地將光射入導光裝置75。

具體而言，從複數個第一光源72射出之藍色光，藉由準直透鏡150形成為增加了指向性的平行光，並藉由配置於反射鏡組160與第一光軸變換鏡151a之間的第一凸透鏡153a所聚光。另外，藉由於螢光轉盤71之表背兩面附近分別配置聚光透鏡組155，由第一凸透鏡153a所聚光後之藍色光帶光，在藉由聚光透鏡組155再次聚光之狀態下被照射於螢光轉盤71，並且，從螢光轉盤71之表背兩面射出的各光線束也分別被聚光。同樣，藉由於第二光源82之射出面附近分別配置聚光透鏡組155，使得從第二光源82射出之光線束聚光後照射於第一光軸變換鏡151a。

又，在第二光軸變換鏡151b與第四光軸變換鏡151d之間配置第二凸透鏡153b，在第一光軸變換鏡151a與第三光軸變換鏡151c之間配置第三凸透鏡153c，在第三光軸變換鏡151c與第四光軸變換鏡151d之間配置第四凸透鏡153d，並在第四光軸變換鏡151d與導光裝置75之間配置導光裝置射入透鏡154，所以來自螢光轉盤71之射出光，可作為聚光後之光線束而射入導光裝置75。

因此，透過準直透鏡150而從第一光源72射出之藍色光源光，係由第一凸透鏡153a所聚光，並穿透第一光軸變換鏡151a而在聚光透鏡組155被再度聚光後，照射於螢光轉盤71之螢光體層131或擴散層141。

另外，在光源光照射於作為螢光轉盤71之透光部的第二區域2之擴散層141的情況，穿透擴散層141而成為擴散光之藍色光源光，由配置於螢光轉盤71之第一光源72側的相反方向的聚光透鏡組155所聚光，而照射於第二光軸變換鏡151b。另外，藍色光源光在由第二光軸變換鏡151b反射且被第二凸透鏡153b聚光之後，穿透第四光軸變換鏡151d而於導光裝置射入透鏡154聚光後射入導光裝置75。

另外，在光源光照射於作為螢光轉盤71之反射部的第一區域1之螢光體層131的情況，綠色波長範圍的螢光光，朝第一光源72側射出。而螢光光則由螢光轉盤71之第一光源72側的聚光透鏡組155所聚光而照射於第一光軸變換鏡151a。在此，螢光光雖由第一光軸變換鏡151a所反射，但未被螢光體層131之螢光體所吸收而反射後之藍色光源光，會穿透第一光軸變換鏡151a。藉此，可將綠色螢光光與藍色光源光分離，可防止純色度之降低。

另外，由第一光軸變換鏡151a反射之螢光光，係由第三凸透鏡153c所聚光而照射於第三光軸變換鏡151c。螢光光則在第三光軸變換鏡151c被反射並由第四凸透鏡153d所聚光後照射於第四光軸變換鏡151d。另外，螢光光再由第四光軸變換鏡151d所反射並由導光裝置射入透鏡154聚光後而射入導光裝置75。

另外，從第二光源82射出而在聚光透鏡組155被聚光後之紅色光源光，穿透第一光軸變換鏡151a，與上述綠色螢光光相同，在透過第三光軸變換鏡151c及第四光軸變換鏡151d而被引導時，藉第三凸透鏡153c、第四凸透鏡153d及導光裝置射入透鏡154聚光後而射入導光裝置75。

如此，藉由構成聚光光學系統，在從螢光轉盤71射出之光中，除綠色螢光光外還略微存在從螢光轉盤71反射之藍色光源光，但藉由在第一光源72與螢光轉盤71之間配置作為分色鏡的第一光軸變換鏡151a，可將混入綠色波長範圍之螢光光中的由螢光轉盤71反射之藍色光源光切斷，所以可提供一種光源裝置63及具備此光源裝置63的投影機10，其中該光源裝置63可射出能確實防止螢光光中混入光源光的純色度高之各色光。

另外，當使螢光轉盤71旋轉並以不同之時序從第一光源72及第二光源82射出光時，紅色、綠色及藍色之波長範圍光，透過聚光光學系統而從螢光轉盤71依序射入導光裝置75，作為投影機10之顯示元件51的DMD，根據資料來分時表示各色光，藉此，可於螢幕上生成彩色影像。

另外，第一光源72及第二光源82之點滅動作，係藉由光源控制手段而以時分割控制。作為此控制方法，可採用各種之態樣，但如第6(a)圖所示，例如、作為光源控制手段之光源控制電路41，係將以第一區域1與第二區域2之交界處的一方為中心的中心角為120度之扇形區域作為第二光源點亮範圍，將剩餘之區域作為第一光源點亮範圍。藉此，當螢光轉盤71旋轉而位於第二光源點亮範圍上固定配置之第一光源72的照射區域7的中心時，光源控制手段則進行使第一光源72熄燈並點亮第二光源82的控制，當第一光源72的照射區域7的中心位於第一光源點亮範圍上時，則進行使第二光源82熄燈並點亮第一光源72的控制。

如此，藉由光源控制手段來控制第一光源72及第二光源82之點亮動作，當照射區域7的中心位於第二光源點亮範圍上時，僅從第二光源82發出之紅色光(R)，透過聚光光學系統而從光源裝置63射出並被射入導光裝置75。

另外，當照射區域7的中心位於第一光源點亮範圍中之第一區域1上時，從第一光源72發出之藍色光被照射於螢光體層131上，且從接收此激發光之螢光體發出綠色螢光光，所以僅該綠色螢光光(G)透過聚光光學系統而從光源裝置63射出並被射入導光裝置75。又，如上述，反射至第一光源72側之微少的藍色光成分，則藉第一光軸變換鏡151a而與綠色光分離。

另外，當照射區域7的中心位於第一光源點亮範圍中之第二區域2上時，從第一光源72發出之藍色光被照射於擴散層141上，僅穿透擴散層141而擴散之藍色光(B)透過聚光光學系統而從光源裝置63射出並被射入導光裝置75。

亦即，藉由光源控制手段來控制第一光源72及第二光源82之點亮時間，從光源裝置63依序射出紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的光，所以投影機10根據資料而以顯示手段51來分時顯示射入之各色光，藉此，可於螢幕上生成彩色影像。

又，圖示之第二光源熄燈範圍，係構成為在二個分段區域的交界處的一方使第一光源72熄燈，並點亮第二光源82，但並不限定於此，還可作為在二個分段區域的交界處的雙方，使第一光源72熄燈，並點亮第二光源82的構成，而依紅、綠、紅、藍之順序從光源裝置63射出既定之波長範圍光。

又，為了防止在第一光源72及第二光源82之任一光源均未點亮之狀態下亮度降低的情況，光源控制手段係以在使第一光源72及第二光源82之任一方熄燈稍前時點亮另一方之光源的方式，來控制第一光源72及第二光源82之點亮及熄燈時序。

另外，發出紅色光之第二光源82係作為單色光源而設置，第一光源72及第二光源82，可藉由光源控制手段個別地控制，所以可自由地改變第一光源72及第二光源82之點亮時間，可提供具有大範圍之亮度模式的光源裝置63。

光源控制手段亦能以縮短各色光之射出時間的方式控制第一光源72及第二光源82之點亮時間，而自由進行亮度之調整。另外，作為僅在射出既定之波長範圍光時，以抑制光源輸出之方式由光源控制手段控制第一光源72或第二光源82的構成，還可調整色調。

另外，還可僅於既定時間同時點亮第一光源72及第二光源82，而從光源裝置63射出作為補色之深紅色(M)或黃色(Y)的波長範圍光。具體而言，如第6(b)圖所示，當點亮第一光源72，而將藍色光源光照射於第一區域1時，射出綠色光(G)，當藉旋轉而將光源光照射於第二區域2時，射出藍色光(B)，但在射出既定時間之藍色光後，若點亮第二光源82，則可將穿透螢光轉盤71之藍色光與從第二光源82射出之紅色光合成，而從光源裝置63射出穩定之深紅色波長範圍光(M)並射入導光裝置75。

在射出既定時間之深紅色光(M)後，若僅使第一光源72熄燈，則從光源裝置63射出來自第二光源82之紅色光(R)，並在射出既定時間之紅色光(R)後，若不使第二光源82熄燈而點亮第一光源72的話，則可將來自第二光源82之紅色光與從螢光轉盤71射出之綠色光合成，而從光源裝置63射出穩定之黃色(Y)波長範圍光並射入導光裝置75。

如此，光源控制手段係個別地進行第一光源72及第二光源82之點亮控制，以僅於既定時間對接收來自第一光源72之光而從螢光轉盤71射出之光與從第二光源82射出之光進行合成的方式，在既定時序僅以既定時間進行同時使第一光源72及第二光源82之點亮的控制，藉此，不僅可射出原色之波長範圍光，還可從光源裝置63射出補色之波長範圍光，可提高光源裝置63之亮度，進而達到提高色再現性的目的。

另外，如第4及第6圖所示，螢光轉盤71不限定於形成為具有二個分段區域的情況，可採用各種構成。例如，如第7圖所示，還可於螢光轉盤71上形成三個分段區域，於第一區域1設置作為反射部而射出綠色光之綠色螢光體層131，第二區域2係形成作為具有使藍色光穿透之擴散層141的透光部，於第三區域3形成藉覆蓋遮罩145而不使來自第一光源72的光穿透之不透光部。

如此，藉由於既定之分段區域形成不使來自第一光源72的光穿透之不透光部，且在藉不透光部切斷第一光源72的光時照射第二光源82，可在點亮第一光源72之狀態下，從光源裝置63射出第二光源82的紅色光(R)。

另外，形成於螢光轉盤71上之螢光體層131，不限定於發出綠色光帶之螢光光的螢光體層131，還可設置能發出各種波長範圍光的螢光體層131。

另外，光源之種類亦不限定於上述態樣，還可於第一光源72採用藍色發光二極體，於第二光源82採用發出紅色光帶之雷射光的雷射發光器。又，藉由於第一光源72採用藍色雷射發光器，可射出高輸出之激發光，而可效率良好地激發螢光體，藉由採用紅色發光二極體作為第二光源82，可抑制產品的成本。

又，在第一光源72及第二光源82為雷射發光器之情況，還有不於螢光轉盤71之透光部設置擴散層141，而是藉由在通常之玻璃板或周圍形成框的作為透孔之空間形成透光部，並將賦予擴散效果之光學零件固定配置於最靠近螢光轉盤71之第一光源72側、螢光轉盤71之射出側、或第二光源82之射出側附近等的雷射光的光路上的情況。另外，在均以發光二極體作為第一光源72及第二光源82的情況，此光源裝置63還有不於透光部或光路上設置擴散層141的情況。

如此，根據本發明，可提供一種光源裝置63、及具備光源裝置63之投影機10，此光源裝置63具備：第一光源72，用以激發螢光體；螢光轉盤71，具有發光效率良好之種類的螢光體；及第二光源82，係單色光源，其不將發光效率較低之種類的螢光體、例如紅色螢光體形成於螢光轉盤71，而是射出與該低發光效率之螢光體對應的紅色波長範圍光；藉此，可提高畫面之亮度。

另外，因為構成為以既定之時序將光源光照射於螢光轉盤71，所以與始終使光照射於螢光轉盤71的情況比較，可減少照射於螢光轉盤71之時間，可抑制溫度上昇。因此，可抑制螢光體之溫度上昇引起的發光效率之降低，可提高螢光體之發光效率。

另外，藉由採用藍色光帶之雷射發光器作為第一光源72，可有效地激發螢光體而使其發光。另外，藉由於螢光轉盤71形成具有至少發出綠色光帶光的螢光體之螢光體層131，可生成作為原色之綠色波長範圍光。又，利用於透光部設置擴散層141，以使具有指向性之雷射光穿透及擴散，可將屬原色之藍色波長範圍光作為與螢光光相同的擴散光，射入導光裝置75。

另外，聚光光學系統不限定於第5圖所示之構成，還可採用各種之光學配置。因此，光源裝置63可改變第一光源72及第二光源82、鏡片及透鏡之種類或配置，而採用各種之光學配置，所以如上述，不僅可提畫面之亮度，並且可提高對安裝此種光源裝置63之投影機10等的機器之配置自由度。

又，本發明不限定於以上之實施例，只要在未超出本發明的實質範圍內，可自由地變化及改良。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裝置63。

又，形成於基材之分段區域，並不限定於以等分之方式形成的情況，還有形成不等分且為4個以上之區域的情況。

另外，在上述實施例中，雖於第一光源72使用藍色光帶之雷射發光器，但並不限定於此，亦可使用例如紫外線光帶之雷射發光器。在此情況下，以於螢光轉盤71之透光部配置螢光體層131較為適宜，該螢光體層係發出與形成於反射部之螢光體層131所發出的波長範圍光不同的波長範圍光。

另外，在上述實施例中，為了根據波長來選擇光軸方向之變換、光之穿透或反射而採用分色鏡，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取代上述分色鏡。

另外，作為第二光源82，不限定於作為發出紅色光帶光的光源之情況，還可採用除了紅色光帶光以外，發出與從螢光體層131射之螢光光及從第一光源72射出的激發光不同之波長範圍光之光源。

根據本發明，可提供一種光源裝置、及具備光源裝置之投影機，光源裝置具備：光源，用以激發螢光體；螢光轉盤，具有發光效率良好之種類的螢光體；及單色光源，其不將發光效率較低之種類的螢光體形成於螢光轉盤，而是射出與該低發光效率之螢光體對應的波長範圍光；藉此，可提高畫面之亮度。

除此之外，本發明不受以上之實施形態所限定，只要在實施階段未超出本發明之實質範圍內，均可進行各種變化。另外，在上述實施形態執行之功能，亦可盡量以適宜的組合來實施。上述實施形態包含有各種階段，藉由所揭示之複數個構成要件而形成的適宜組合，即可獲得各種之發明。例如，即使從實施形態所揭示之全構成要件中刪除若干個構成要件，但只要能獲得效果，亦可選取刪除了此構成要件之構成作為本發明。

1．．．第一區域

2．．．第二區域

10．．．投影機

11．．．上面面板

12．．．正面面板

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．．．影像變換部

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

63．．．光源裝置

70．．．光學系單元

71．．．螢光轉盤

72．．．第一光源

73．．．轉盤馬達

74．．．光軸變更鏡

75．．．導光裝置

82．．．第二光源

90．．．投影光學系統

97．．．可動透鏡組

131．．．螢光體層

141．．．擴散層

150．．．準直透鏡

151．．．光軸變換鏡

151a．．．第一光軸變換鏡

151b．．．第二光軸變換鏡

151c．．．第三光軸變換鏡

151d．．．第四光軸變換鏡

153a．．．第一凸透鏡

153b．．．第二凸透鏡

153c．．．第三凸透鏡

153d．．．第四凸透鏡

154．．．導光裝置射入透鏡

155．．．聚光透鏡組

160．．．反射鏡組

第1圖為顯示具備本發明之實施例的光源裝置之投影機之外觀立體圖。

第2圖為顯示具備本發明之實施例的光源裝置之投影機之功能電路方塊之示意圖。

第3圖為顯示具備本發明之實施例的光源裝置之投影機之內部構造的模式俯視圖。

第4(a)、(b)圖為顯示本發明之實施例的螢光轉盤之模式前視圖及顯示局部剖面之模式俯視圖。

第5圖為本發明之實施例的光源裝置之模式俯視圖。

第6(a)、(b)圖為顯示本發明之實施例的第一光源及第二光源之點亮範圍的螢光轉盤之模式前視圖。

第7圖為顯示本發明之實施例的光源裝置之其他形態的螢光轉盤之模式前視圖。

63．．．光源裝置

71．．．螢光轉盤

72．．．第一光源

73．．．轉盤馬達

75．．．導光裝置

82．．．第二光源

150．．．準直透鏡

151．．．光軸變換鏡

151a．．．第一光軸變換鏡

151b．．．第二光軸變換鏡

151c．．．第三光軸變換鏡

151d．．．第四光軸變換鏡

153a．．．第一凸透鏡

153b．．．第二凸透鏡

153c．．．第三凸透鏡

153d．．．第四凸透鏡

154．．．導光裝置射入透鏡

155．．．聚光透鏡組

160．．．反射鏡組

Claims (7)

1. 一種光源裝置，其具備：發光板，係於基材上具有複數個分段區域，並將該複數個分段區域中至少一個區域作為反射部，於該反射部形成有接收激發光而發出既定之波長範圍光的螢光體層，且將該複數個分段區域中至少一個區域作為使光穿透之透光部；第一光源，係朝該螢光體層及該透光部照射激發光；第二光源，係發出與從該螢光體層射出之螢光光及從該第一光源射出的激發光不同之波長範圍光；聚光光學系統，係使從該發光板射出之光及從該第二光源射出的光聚光於同一光路上；及光源控制手段，係控制該第一光源及第二光源的發光，該聚光光學系統具備：分色鏡，係配置於該第一光源與發光板之間，使激發光穿透且反射來自該螢光體層之螢光光；及複數個反射鏡或分色鏡，係可使穿透該發光板之透光部的激發光、由該分色鏡所反射之螢光光、及從該第二光源射出的光聚光於同一光路上且朝同一方向射出。
2. 如申請專利範圍第1項之光源裝置，其中該第一光源係藍色光帶之雷射發光器。
3. 如申請專利範圍第2項之光源裝置，其中該螢光體層係 至少接收激發光而發出綠色波長範圍光之螢光體。
4. 如申請專利範圍第2項之光源裝置，其中於該發光板之透光部形成有使來自該第一光源的光擴散的擴散層。
5. 如申請專利範圍第1項之光源裝置，其中該第二光源係紅色光帶之發光二極體。
6. 如申請專利範圍第1項之光源裝置，其中該發光板係圓板形狀，且具備使該發光板朝圓周方向旋轉之驅動裝置。
7. 一種投影機，其具備：申請專利範圍第1至6項中任一項之光源裝置；顯示元件；光源側光學系統，係將來自該光源裝置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螢幕上；及投影機控制手段，係控制該光源裝置及顯示元件。