TWI439789B - 光源裝置、投影裝置及投影方法 - Google Patents

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Description

光源裝置、投影裝置及投影方法
本發明係關於適合於投影機裝置等之光源裝置、投影裝置及投影方法。
例如，在專利文獻1(日本國特開2004-341105號公報)中，思索一種技術，其係設置有：發光二極體或半導體雷射，係發出紫外線；彩色輪盤，係於背面側形成螢光體層，該螢光體層係藉由紫外線之照射而分別發出與R,G,B對應之可見光；及可見光反射膜，具有使紫外線透過該彩色輪盤之光源側的表面並反射可見光之特性。
在如上述專利文獻般使用激發光產生螢光體之情況，在螢光體之特性方面，當激發光之照射於螢光體之各單位面積的輸出超過某值時，螢光體會成為飽和狀態。因此，會有螢光體之發光效率急遽劣化的情況。
然而，在上述專利文獻中，未言及關於激發光之照射於螢光體之單位面積的輸出、及螢光體之飽和狀態。若如此下去，會有當為了不使螢光體飽和而照射低輸出之激發光時絕對光量不足、當相反地為了充分地獲得絕對光量而照射高輸出之激發光時螢光體之發光效率降低的問題。
本發明係鑒於上述實際情況而開發完成者，其目的在於，藉由光源與螢光體之組合且考慮到每色不同之發光效率，來投影盡可能明亮且色再現性高之影像。
為了達成上述目的，本發明之一個態樣為：一種光源裝置，其特徵為具備：光源，係在既定波長頻帶發光；光源光產生手段，係採用該光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；及光源控制手段，係將該光源光產生手段所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間經縮短地設定之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力大，並以藉該光源光產生手段產生之複數顏色的光源光循環地產生的方式，控制該光源及該光源光產生手段之驅動時序。
為了達成上述目的，本發明之另一個態樣為：一種光源裝置，其特徵為具備：第1光源，係在第1波長頻帶發光；光源光產生手段，係採用該第1光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；第2光源，係在與該第1波長頻帶不同之第2波長頻帶發光；及光源控制手段，係將該光源光產生手段所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間經縮短地設定之顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力大，並以藉該光源光產生手段產生之複數顏色的光源光、及該第2光源之發光產生的光源光循環地產生的方式，控制該第1及第2光源與該光源光產生手段之驅動時序。
為了達成上述目的，本發明之又一個態樣為：一種投影裝置，其特徵為具備：光源，係在既定波長頻帶發光；光源光產生手段，係採用該光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；光源控制手段，係將該光源光產生手段所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間經縮短地設定之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力大，並以藉該光源光產生手段產生之複數顏色的光源光循環地產生的方式，控制該光源及該光源光產生手段之驅動時序；輸入手段，係輸入影像信號；及投影手段，係採用基於該光源控制手段之控制而射出的光源光，形成與以該輸入手段所輸入之影像信號對應的彩色光像而投影。
為了達成上述目的，本發明之再一個態樣為：一種投影裝置，其特徵為具備：第1光源，係在第1波長頻帶發光；光源光產生手段，係採用該第1光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；第2光源，係在與該第1波長頻帶不同之第2波長頻帶發光；光源控制手段，係將該光源光產生手段所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間經縮短地設定之顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力大，並以循環地產生藉該光源光產生手段產生之複數顏色的光源光、及該第2光源之發光產生的光源光的方式，控制該第1及第2光源與該光源光產生手段之驅動時序；輸入手段，係輸入影像信號；及投影手段，係採用基於該光源控制手段之控制而射出的光源光，形成與以該輸入手段所輸入之影像信號對應的彩色光像而投影。
為了達成上述目的，本發明之再一個態樣為：一種投影裝置之投影方法，該投影裝置具備：光源，係在既定波長頻帶發光；光源光產生部，係採用該光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；輸入部，係輸入影像信號；及投影部，係採用光源光，形成與以該輸入部所輸入之影像信號對應的彩色光像而投影；該投影方法之特徵為具備：光源控制步驟，係將該光源光產生部所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間經縮短地設定之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力大，並以藉該光源光產生部產生之複數顏色的光源光循環地產生的方式，控制該光源及該光源光產生部之驅動時序。
為了達成上述目的，本發明之一個態樣為：一種投影裝置之投影方法，該投影裝置具備：第1光源，係在第1波長頻帶發光；光源光產生部，係採用該第1光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；第2光源，係在與該第1波長頻帶不同之第2波長頻帶發光；輸入部，係輸入影像信號；及投影部，係採用光源光，形成與以該輸入部所輸入之影像信號對應的彩色光像而投影；該投影方法之特徵為具備：光源控制步驟，係將該光源光產生部所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間經縮短地設定之顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力大，並以藉該光源光產生部產生之複數顏色的光源光及該第2光源之發光產生的光源光循環地產生的方式，控制該第1及第2光源與該光源光產生部之驅動時序。
 [第1實施形態]
以下，針對將本發明應用於DLP(登錄商標)方式之資料投影機裝置的情況的第1實施形態，參照圖式說明。
第1圖為顯示本實施形態之資料投影機裝置10a所具備的電子電路的概略功能構成之方塊圖。
圖中之11為輸入輸出連接器部，其包括例如：管腳插孔(RCA)型之視訊輸入端子、D-sub15型的RGB輸入端子、及USB(Universal Serial Bus)連接器。
藉輸入輸出連接器部11所輸入之各種規格的影像信號係經由輸入輸出介面(I/F)12、系統匯流排SB，被輸入至影像轉換部13。
影像轉換部13係將所輸入之影像信號轉換為適合於投影的既定格式之影像信號，並在寫入為適合顯示用之緩衝記憶體的視訊RAM14後，讀出寫入之影像信號而輸送至投影影像處理部15。
此時，，亦依需要從視訊RAM14讀出影像信號而重疊加工顯示OSD(On Screen Display)用之各種動作狀態的符號等的資料，並寫入視訊RAM14。然後，讀出加工後之影像信號而輸送至投影影像處理部15。
投影影像處理部15係依所輸送來的影像信號，藉將例如120[幀/秒]之遵照既定格式之幀率、色成份之分割數及顯示灰階數相乘之更高速的分時驅動，驅動顯示為空間光調變元件(SLM)的微鏡元件16。
微鏡元件16係藉由使排列成陣列狀之例如XGA(橫1024像素×縱768像素)份的複數個微鏡的各傾斜角度，個別以高速ON/OFF動作，並藉其反射光形成光像。
另一方面，R,G,B之原色光從光源部17a分時地循環射出。來自此光源部17a之原色光，於反射鏡18反射而被照射至該微鏡元件16。
然後，以在微鏡元件16之反射光形成光像，所形成之光像則經由投影透鏡單元19而投影顯示於作為投影對象物之未圖示的屏幕上。
光源部17a具有作為光源發出藍色雷射光之半導體雷射20。
半導體雷射20所發出之藍色雷射光係透過分色鏡21、透鏡22及透鏡組23，照射於彩色輪盤24之圓周上的一點。此彩色輪盤24係藉由馬達25基本上以等速進行旋轉。此分色鏡21具有中央部僅使藍色波長透過之分光特性，此外之周邊部具有反射可見光波長之分光特性。
第2圖為例示彩色輪盤24之平面構成的圖，於平圓盤之1面側，以形成1個圓環之方式配設紅色螢光體反射部24R、綠色螢光體反射部24G及藍色擴散反射部24B。
紅色螢光體反射部24R係於彩色輪盤24之平板上塗布例如氮化物螢光體而構成。綠色螢光體反射部24G係於彩色輪盤24之平板上塗布例如氧化物螢光體而構成。藍色擴散反射部24B係於彩色輪盤24之平板上配設表面經細縫加工而成的圓弧狀金屬板而構成。
在此第2圖中，將相當於影像幀之切換時序的彩色輪盤24之基準位置設為0度。表現出藉由彩色輪盤24之旋轉，照射來自半導體雷射20之藍色光的位置，如圖中之箭頭MV所示般以紅色螢光體反射部24R、綠色螢光體反射部24G及藍色擴散反射部24B之順序在圓周上循環地移動。
紅色螢光體反射部24R係於與影像幀對應之旋轉相位之0至約173度的位置有約173度之中心角而配置。綠色螢光體反射部24G係於與影像幀對應之旋轉相位之約173度至約317度的位置以有約144度之中心角而配置。並且，將藍色擴散反射部24B於相同旋轉相位之約317度至360度(0度)的位置有約43度之中心角而配置。
在彩色輪盤24之紅色螢光體反射部24R位於雷射光之照射位置的情況，藉雷射光之照射激發紅色光，所激發之紅色光由彩色輪盤24所反射。然後，紅色光經由透鏡組23、透鏡22而於該分色鏡21被反射。
在此紅色光經由透鏡26並以整合器27整合成亮度分布大致均勻之光束後，經由透鏡28而輸送至該反射鏡18。
在彩色輪盤24之綠色螢光反射部24G位於雷射光之照射位置的情況，藉雷射光之照射激發綠色光。另外，在彩色輪盤24之藍色擴散反射部24B位於雷射光之照射位置的情況，藍色之雷射光於藍色擴散反射部24B只是一面擴散一面反射。
在此等綠色螢光體反射部24G所激發之綠色光，與上述紅色光相同，經由透鏡組23、透鏡22而於該分色鏡21被反射後，綠色光係在經由透鏡26並以整合器27整合成亮度分布大致均勻之光束後經由透鏡28而輸送至該反射鏡18。
另外，由藍色擴散反射部24B反射之藍色光，經由透鏡組23、透鏡22而被引導至分色鏡21，且於中心部以外之周邊部被反射。然後，藍色光經由透鏡26並以整合器27整合成亮度分布大致均勻之光束後，經由透鏡28而輸送至該反射鏡18。
然而，與該光源部17a之半導體雷射20的發光時序及發光強度，由該馬達25驅動之彩色輪盤24的旋轉係投影光處理部31a在控制。對此投影光處理部31a，係從該投影影像處理部15供給影像資料的時序信號。
上述各電路之所有動作係CPU32a在控制。CPU32a係使用由DRAM所構成之主記憶體33、及由記憶動作程式或各種定型資料等的可電性改寫之非揮發性記憶體所構成的程式記憶體34，執行此資料投影機裝置10a內的控制動作。
該CPU32a係依來自操作部35之鍵操作信號執行各種投影動作。
操作部35係包含設於資料投影機裝置10a之本體之鍵操作部、及在此資料投影機裝置10a專用之未圖示的遙控器之間接收紅外光的雷射受光部，將基於使用者操作本體之鍵操作部或遙控器之鍵的鍵操作信號直接輸出至CPU32a。
操作部35係具備該鍵操作部及遙控器，同時具備例如焦距調整鍵(FOCUS)、變焦調整鍵(ZOOM)、輸入影像轉換鍵(IMPUT)、選單鍵(MENU)、游標(←,→,↑,↓)鍵、設定鍵(ENTER)、取消鍵(ESC)等。
該CPU32a進一步亦可經由該系統匯流排SB而與聲音處理部36連接。聲音處理部36具備PCM音源等之音源電路，將投影動作時所供給之聲音資料類比化，並驅動揚聲器37擴音播放、或者依需要使嗶聲等產生。
其次，針對該實施形態的動作說明。
在此，稱構成投影之一幀彩色影像的R,G,B之各原色影像的期間為R場、G場、B場。如上述，相對於等速旋轉之彩色輪盤24的一轉360度，R場、G場及B場的時間比r：g：b若轉換為彩色輪盤24之中心角度時為173度：144度：43度。
第3圖為顯示在CPU32a之控制之下投影光處理部31a驅動光源部17a之內容的示意圖。
第3圖之CW輸出顯示從旋轉之彩色輪盤(CW)24所射出的光源光之顏色。
第3圖之B-LD驅動係顯示半導體雷射20之驅動電流。於幀最初之R場，對半導體雷射20供給紅色影像用之驅動電流Ir。此驅動電流Ir係鑒於構成紅色螢光體反射部24R之例如氮化物螢光體的螢光體之發光特性，選定抑制為不會產生飽和而造成發光效率降低的程度之電流值。
在對紅色螢光體反射部24R照射有來自半導體雷射20的藍色光之彩色輪盤24的中心角相當於173度的期間中，藉由此激發而產生之紅色光係從紅色螢光體反射部24R經由透鏡組23、透鏡22而於分色鏡21被反射。然後，紅色光經由透鏡26、整合器27及透鏡28而於反射鏡18反射後，被照射於微鏡元件16。此時，於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於紅色之影像顯示。
因此，藉在微鏡元件16之反射光形成紅色之光像，所形成之光像經由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
在接著之G場中亦相同，對半導體雷射20供給綠色影像用之驅動電流Ig。此驅動電流Ig係鑒於構成綠色螢光體反射部24G之例如氧化物螢光體的螢光體之發光特性，選定抑制為不會產生飽和而造成發光效率降低的程度之電流值。
在對綠色螢光體反射部24G照射有來自半導體雷射20的藍色光之彩色輪盤24的中心角相當於144度的期間中，藉由激發而產生之綠色光，從綠色螢光體反射部24G經由透鏡組23、透鏡22而於分色鏡21被反射。然後，綠色光經由透鏡26、整合器27及透鏡28而於反射鏡18反射後，被照射於微鏡元件16。此時於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於綠色之影像顯示。
因此，藉微鏡元件16之反射光形成有綠色之光像，所形成之光像藉由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
然後，在接著之B場中，對半導體雷射20供給藍色影像用之驅動電流Ib。此驅動電流Ib係如第3圖之B-LD驅動所圖示，因為不需要考慮螢光體引起之激發，所以在半導體雷射20之電氣特性的使用條件範圍內，可設定比電流Ir,Ig充分高之值。
在以對藍色擴散反射部24B照射有來自半導體雷射20的藍色光之彩色輪盤24的中心角而相當於43度的期間中，以藍色擴散反射部24B一面進行擴散一面反射之藍色光，經由透鏡組23、透鏡22而於分色鏡21被反射。然後，藍色光經由透鏡26、整合器27及透鏡28而於反射鏡18反射後，被照射於微鏡元件16。此時，於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於藍色之影像顯示。
因此，藉微鏡元件16之反射光形成有藍色之光像，所形成之光像藉由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
亦即，利用來自照射雷射光之螢光體的光作為激發光之R場及G場，其發光效率差。即因為使用相對於高輸入光而輸出光容易飽和之螢光體，所以以抑制為不會產生飽和之程度的低電流進行發光，並以對因低電流發光而使得總發光光量遭到降低之部份進行補足的方式充分地增加其發光期間，藉此，可發出高發光效率且充分之明亮度的光。另外，還可保持最佳之白平衡。
另外，因為使用螢光體之R場及G場係使用相互不同顏色之螢光體，所以發光效率不同。因此，在考慮到此螢光體彼此之發光效率的差異下，亦可採用如上述設定各自之發光期間及驅動電流值的構成。
相對於此，在作為光源光不使用螢光體而直接使用屬光源之半導體雷射20射出之顏色的光之B場中，則以填補期間不足部分的方式而以大電流值形成高亮度之光像。
如上面之詳述，根據本實施形態，藉由光源與螢光體之組合且考慮到各色中每一色不同之發光效率，可投影盡可能明亮且色再現性高之影像。
[第2實施形態]
以下，針對將本發明應用於DLP(登錄商標)方式之資料投影機裝置的情況的第2實施形態，參照圖式說明。
第4圖為顯示本實施形態之資料投影機裝置10b所具備的電子電路的概略功能構成之方塊圖。
又，有關取代第1圖之光源部17a的光源部17b、控制光源部17b之投影光處理部31b及CPU32b以外之構成，基本上與第1圖所示之構成大致相同，因而對於相同部分賦予相同之元件符號，並省略說明。
光源部17b具有二種類之光源、亦即發出藍色雷射光之半導體雷射41、及發出紅色光的LED42。
半導體雷射41發出之藍色雷射光，由反射鏡43反射後透過分色鏡44而照射於彩色輪盤45之圓周上的一點。彩色輪盤45係藉由馬達46被旋轉。在照射有雷射光之彩色輪盤45的圓周上，以組合成環形之方式形成有後述之無螢光體部45N、綠色螢光反射部45G及藍色用擴散部45B。
在彩色輪盤45之綠色螢光反射部45G位於雷射光之照射位置的情況，藉雷射光之照射激發綠色光，所激發之綠色光在彩色輪盤45反射後，還於該分色鏡44反射。然後，此綠色光再由分色鏡47反射，並以整合器48整合成亮度分布大致均勻之光束後，於反射鏡49反射後而輸送至該反射鏡18。
另外，如第4圖所示，在彩色輪盤45之藍色用透光擴散部45B位於雷射光之照射位置的情況，雷射光一面於該藍色用透光擴散部45B進行擴散一面透過彩色輪盤45之後，分別於反射鏡50,51反射。然後，此藍色光透過該分色鏡47，且以整合器48整合成亮度分布大致均勻之光束後，於反射鏡49反射而輸送至該反射鏡18。
又，該LED42所發出之紅色光，在透過上述分色鏡44後由分色鏡47反射，並以整合器48整合成亮度分布大致均勻之光束後，於反射鏡49進行反射而輸送至該反射鏡18。
如上述，分色鏡44具有一方面使藍色光及紅色光透過，另一方面反射綠色光之分光特性。
另外，分色鏡47具有一方面使藍色光透過，另一方面反射紅色光及綠色光之分光特性。
光源部17b之半導體雷射41與LED42的各發光時序、及由該馬達46驅動之彩色輪盤45的旋轉係投影光處理部31b在統籌控制。投影光處理部31b係依從投影影像處理部15所供給之影像資料的時序，來控制半導體雷射41、LED42的各發光時序及彩色輪盤45的旋轉。
接著，藉第5圖顯示主要光源部17b之具體的光學系統的構成例。同圖係以平面佈局來表現該光源部17b周邊之構成。
在此，係設置例如3個之複數個具有相同之發光特性的半導體雷射41A～41C，此等半導體雷射41A～41C均激發例如發光波長約為450[nm]之藍色的雷射光。
此等半導體雷射41A～41C所激發之藍色光，經由透鏡61A～61C而於反射鏡43A～43C反射。再經由透鏡62,63後透過該分色鏡44，並經由透鏡組64而照射於彩色輪盤45。
在彩色輪盤45上，如上述，藍色用擴散部45B及綠色螢光體反射部45G係以構成環之方式位於同一圓周上。
在彩色輪盤45之綠色螢光體反射部45G位於藍色光的照射位置之情況，藉由此照射而激發以例如波長約為530[nm]為中心的波長頻帶之綠色光。被激發之綠色光於彩色輪盤45反射後，經由透鏡組64而於分色鏡44亦被反射。
由分色鏡44反射後之綠色光，經透鏡65再於分色鏡47反射。然後，經由透鏡66且以整合器48整合成亮度分布大致均勻之光束後，經由透鏡67而於反射鏡49反射，並經由透鏡68而輸送至該反射鏡18。
由反射鏡18反射之綠色光，經由透鏡69而照射於微鏡元件16上。然後，以此綠色光之反射光形成綠色成分的光像，並經由透鏡69、該投影透鏡單元19而投影至外部。
另外，在彩色輪盤45之藍色用擴散部45B位於藍色光之照射位置的情況，藍色光係於該擴散部45B一面進行擴散一面透過彩色輪盤45，並經由位於背面側之透鏡70而於反射鏡50反射。
並且藍色光係經由透鏡71而於反射鏡51反射，並經由透鏡72後透過該分色鏡47。然後，經由透鏡66而以整合器48整合成亮度分布大致均勻之光束後經由透鏡67而於反射鏡49反射，並經由透鏡68而被輸送至該反射鏡18。
另一方面，該LED42係產生例如波長為620[nm]之紅色光。LED42發出之紅色光，經由透鏡組73而透過該分色鏡44後，經由透鏡65而於該分色鏡47反射。然後經由透鏡66且以整合器48整合成亮度分布大致均勻之光束後，經由透鏡67而於反射鏡49反射，並經由透鏡68而輸送至該反射鏡18。
第6圖為例示彩色輪盤45a之平面構成的圖，於平圓盤之圓周面，以形成一個圓環之方式配設有無螢光體部45N、綠色螢光體反射部45G、及藍色用擴散透光部45B。
無螢光體部45N係相當於該LED42之發光期間的部分，其沒有進行螢光體之塗布或透光板等的配設。綠色螢光體反射部45G係於彩色輪盤45a之平板上呈圓弧狀地塗布例如氧化物螢光體而構成。藍色用擴散透光部45B係於彩色輪盤45a之平板上埋設圓弧狀半透明之擴散部而構成。
在此第6圖中，將相當於投影之影像幀的切換時序之彩色輪盤45之基準位置設為0度。表現出藉由彩色輪盤45a之旋轉，照射使來自半導體雷射41A～41C之藍色光的位置，如圖中之箭頭MV所示般，以無螢光體部45N、綠色螢光體反射部45G及藍色用擴散透光部45B之順序於圓周上循環地移動。
無螢光體部45N係於與影像幀對應之旋轉相位之0至約144度的位置有約144度之中心角而配置。綠色螢光體反射部45G係於與影像幀對應之旋轉相位之144至約295度的位置以有約151度之中心角而配置。並且，將藍色用擴散透光部45B於相同旋轉相位之約295至360度(0度)的位置有約65度之中心角而配置。
接著針對該實施形態的動作說明。
第7圖為顯示在CPU32b之控制之下投影光處理部31b驅動光源部17b之內容的示意圖。
第7圖之反射鏡元件顯示照射於微鏡元件16的光源光之顏色。第7圖之R-LED驅動顯示LED42之驅動電流，第7圖之B-LD驅動顯示半導體雷射41A～41C之驅動電流。
於幀最初之R場中，對LED42供給紅色影像用之驅動電流Ir。此驅動電流Ir係鑒於LED42之發光特性，選定抑制發熱造成之亮度降低的程度之電流值。
在從LED42射出紅色光之期間，半導體雷射41A～41C未被驅動，所以雷射光不照射於彩色輪盤45a。在以彩色輪盤45a的中心角而相當於144度的期間中，LED42射出之紅色光，經由透鏡組73、分色鏡44、透鏡65而於分色鏡47反射，然後經由透鏡66、整合器48、透鏡67、反射鏡49及透鏡68而於反射鏡18反射，而被照射於微鏡元件16。此時，於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於紅色之影像顯示。
因此，藉微鏡元件16之反射光形成紅色之光像，所形成之光像經由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
在接著之G場中，取代LED42而對半導體雷射41A～41C供給綠色影像用之驅動電流Ig。此驅動電流Ig係鑒於構成彩色輪盤45a之綠色螢光體反射部45G之例如氧化物螢光體的螢光特性，選定抑制為不會產生飽和而造成發光效率降低的程度之電流值。
在以對綠色螢光體反射部45G照射有來自半導體雷射41A～41C的藍色光之彩色輪盤45a的中心角而相當於151度的期間中，藉由激發而產生之綠色光，從綠色螢光體反射部45G經由透鏡組64而於分色鏡44反射。然後，綠色光經由透鏡65而再於分色鏡47反射後，經由透鏡66、整合器48及透鏡67而於反射鏡49反射，並經由透鏡68而於反射鏡18反射後，被照射於微鏡元件16。此時，於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於綠色之影像顯示。
因此，藉微鏡元件16之反射光形成有綠色之光像，形成之光像經由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
然後，在接著之B場中，對半導體雷射41A～41C供給藍色影像用之驅動電流Ib。此驅動電流Ib係如第7圖之B-LD驅動所圖示，因為不需要考慮到螢光體引起之激發，所以可設定比該驅動電流Ig充分高之值。
在以對藍色用擴散透光部45B照射有來自半導體雷射41A～41C的藍色光之彩色輪盤45a的中心角而相當於65度的期間中，以藍色擴散反射部45B一面進行擴散一面透過之藍色光，經由透鏡70而於反射鏡50反射。然後，藍色光經由透鏡71而於反射鏡51反射後，經由透鏡72而透過分色鏡47。藍色光再經由透鏡66、整合器48及透鏡67而於反射鏡49反射，並經由透鏡68而於反射鏡18反射後，被照射於微鏡元件16。此時，於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於藍色之影像顯示。
因此，藉微鏡元件16之反射光形成有藍色之光像，形成之光像經由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
亦即，如上述，藉由從螢光體發出紅色光作為來自LED42的發光，在RGB螢光體中不使用效率最差之紅色螢光體，可獲得高亮度之紅色光。
另外，利用LED42作為光源光之R場，係以考慮到了發熱引起之發光效率的電流值使LED42發光。又，利用調整此發光期間，使總發光光量不會降低。
另外，利用來自照射雷射光作為激發光之螢光體的光作為光源光之G場，鑒於螢光體之發光特性，係以抑制為不會產生飽和之程度的低電流發光。又，以對因低電流發光而使得總發光光量遭到降低之部份進行補足的方式充分地增加其發光期間，藉此可彌補成為較低之發光效率，可獲得充足之亮度的光像。
相對於此，在作為光源光不使用螢光體而直接使用屬光源之半導體雷射41A～41C射出之顏色的光之B場中，則以填補期間不足部分的方式而以大電流值形成高亮度之光像。
如上面之詳述，根據本實施形態，藉由複數個光源與螢光體之有無的組合且考慮到各色中每一色不同之發光效率，可投影盡可能明亮且色再現性高之影像。
又，在上述實施形態中，如第6圖之彩色輪盤45a的構成、及第7圖之光源部的動作時序所示，針對於G場之後配置B場，且將B場中之半導體雷射41A～41C的驅動電流Ib設定為比G場中之半導體雷射41A～41C的驅動電流Ig還大的情況進行了說明。
然而，作為半導體雷射之驅動方法，在以不同之驅動電流而於時間上連續地驅動時，在如第8A圖所示，從小電流移行至大電流的情況，及如第8B圖所示，從大電流移行至小電流的情況中，可知後者之半導體雷射產生之溫度變化比前者小。
亦即，在使用半導體雷射作為光源之情況，在發光亮度降低或半導體雷射41之壽命的方面，以採用上述後者之驅動方法較為適宜。
以下，亦針對考慮到此種半導體雷射41A～41C之元件溫度的情況，作為本實施形態之其他動作例說明。
[其他動作例]
第9圖為顯示取代該彩色輪盤45a之彩色輪盤45b的平面構成的圖，於平圓盤之圓周面，以形成一個圓環之方式配設有無螢光體部45N、藍色用擴散透光部45B及綠色螢光體反射部45G。
在此第9圖中，將相當於投影之影像幀的切換時序之彩色輪盤45b之基準位置設為0度。表現出藉由彩色輪盤45b之旋轉，照射來自半導體雷射41A～41C之藍色光的位置，如圖中之箭頭MV所示般以無螢光體部45N、藍色用擴散透光部45B及綠色螢光體反射部45G之順序於圓周上循環地移動。
無螢光體部45N係於與影像幀對應之旋轉相位之0至約144度的位置有約144度之中心角而配置。藍色用擴散透光部45B係以與影像幀對應之旋轉相位之144至約209度的位置有約65度之中心角而配置。並且，將綠色螢光體反射部45G於相同旋轉相位之約209至360度(0度)的位置有約151度之中心角而配置。
接著針對該實施形態的動作說明。
第10圖為顯示在CPU32b之控制之下投影光處理部31b驅動光源部17b之內容的示意圖。
第10圖之反射鏡元件顯示照射於微鏡元件16的光源光之顏色。第10圖之R-LED驅動顯示LED42之驅動電流，第10圖之B-LD驅動顯示半導體雷射41A～41C之驅動電流。
於幀最初之R場中，對LED42供給紅色影像用之驅動電流Ir。此驅動電流Ir係鑒於LED42之發光特性，選定抑制發熱造成之亮度降低的程度之電流值。
在從LED42射出紅色光之期間，半導體雷射41A～41C未被驅動，所以雷射光不照射於彩色輪盤45b。在以彩色輪盤45b的中心角而相當於144度的期間中，LED42射出之紅色光，經由透鏡組73、分色鏡44、透鏡65而於分色鏡47反射，然後經由透鏡66、整合器48、透鏡67、反射鏡49及透鏡68而於反射鏡18反射，被照射於微鏡元件16。此時，於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於紅色之影像顯示。
因此，藉微鏡元件16之反射光形成紅色之光像，形成之光像經由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
接著，在B場中，取代LED42而對半導體雷射41A～41C供給藍色影像用之驅動電流Ib。如第10圖之B-LD驅動所圖示，此驅動電流Ib不需要考慮螢光體引起之激發，所以相比，可設定比下一之G場所使用的電流Ig充分高之值。
在以對藍色用擴散透光部45B照射有來自半導體雷射41A～41C的藍色光之彩色輪盤45b的中心角而相當於65度的期間中，以藍色用擴散透光部45B一面進行擴散一面透過之藍色光，經由透鏡70而於反射鏡50反射。然後，藍色光經由透鏡71而於反射鏡51反射後，經由透鏡72而透過分色鏡47。藍色光再經由透鏡66、整合器48及透鏡67而於反射鏡49反射，並經由透鏡68而於反射鏡18反射後，被照射於微鏡元件16。此時，於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於藍色之影像顯示。
因此，藉微鏡元件16之反射光形成有藍色之光像，形成之光像經由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
然後，在接著之G場中，對半導體雷射41A～41C供給比上述電流Ib低之綠色影像用之驅動電流Ig。此驅動電流Ig係選定鑒於構成彩色輪盤45之綠色螢光體反射部45G之例如氧化物螢光體的螢光特性的電流值。
在以對綠色螢光體反射部45G照射有來自半導體雷射41A～41C的藍色光之彩色輪盤45b的中心角而相當於151度的期間中，藉由激發而產生之綠色光，從綠色螢光體反射部45G經由透鏡組64而於分色鏡44反射。然後，綠色光經由透鏡65再於分色鏡47反射後，經由透鏡66、整合器48及透鏡67而於反射鏡49反射，並經由透鏡68而於反射鏡18反射後，被照射於微鏡元件16。此時，於微鏡元件16中，藉投影影像處理部15之驅動執行對應於綠色之影像顯示。
因此，藉微鏡元件16之反射光形成有綠色之光像，形成之光像經由投影透鏡單元19投影於投影對象之未圖示屏幕等上。
亦即，藉由充分地增加利用LED42作為光源光之R場、利用來自照射雷射光之螢光體的激發光之G場的期間，以彌補總發光光量之不足部分，而可獲得充分之亮度。
相對於此，在作為光源光不使用螢光體而直接使用屬光源之半導體雷射41A～41C射出之顏色的光之B場中，則以填補期間不足部分的方式而以大電流值形成高亮度之光像。
此外，在上述實施形態中，同樣利用時間上連續地驅動半導體雷射41A～41C之B場及G場，如上述，將以更大電流值驅動之B場配置於G場之前。
藉此，如該第8A及第8B圖所示，可將半導體雷射41A～41C之溫度上昇抑制為更低，可減小半導體雷射41A～41C之發光亮度的下降，並可貢獻於半導體雷射41A～41C之長壽命的確認。
又，在上述第1及第2實施形態中，均說明了以半導體雷射20A～20C(41A～41C)激發藍色之雷射光，並藉由彩色輪盤24(45a,45b)發出藍色光及綠色光，另一方面以LED21(42)發出紅色光的構成。但是本發明不限定於此，在能以一個光源發光之原色光的亮度平衡不適合於實際應用之情況，只要是使用其他之光源來補償此不足部分之使用複數種類之光源的光源部、及使用此種光源部的投影裝置，同樣可適用。
另外，上述各實施形態雖均針對將本發明應用於DLP(登錄商標)方式之資料投影裝置的情況說明，但對於例如採用透光型之黑白液晶面板來形成光像的液晶投影機等，亦同樣可應用本發明。
除此之外，本發明不限定於上述實施形態，只要在實施階段未超出本發明之實質範圍內，即可進行各種之變形。另外，在上述實施形態中所執行之功能，還可盡可能地適當組合實施。在上述實施形態中含有各種之階段，可藉揭示之複數個構成要件形成的適當組合，來抽出各種之發明。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，亦可抽出刪除了此構成要件之構成作為本發明。
SB．．．系統匯流排
10a,10b．．．資料投影機裝置
11．．．輸入輸出連接器部
12．．．輸入輸出介面(I/F)
13．．．影像轉換部
14．．．視訊RAM
15．．．投影影像處理部
16．．．微鏡元件
17a,17b．．．光源部
18．．．反射鏡
19．．．投影透鏡單元
20,20A～20C,41A～41C．．．半導體雷射
21．．．分色鏡
22．．．透鏡
23．．．透鏡組
24．．．彩色輪盤
24R．．．紅色螢光體反射部
24G．．．綠色螢光體反射部
24B．．．藍色擴散反射部
25．．．馬達
27．．．整合器
31a,31b．．．投影光處理部
32a,32b．．．CPU
33．．．主記憶體
34．．．程式記憶體
35．．．操作部
36．．．聲音處理部
37．．．揚聲器
42．．．LED
44．．．分色鏡
45,45a,45b．．．彩色輪盤
45N．．．無螢光體部
45G．．．綠色螢光體反射部
45B．．．藍色用擴散透光部
46．．．馬達
48．．．整合器
第1圖為顯示本發明之第1實施形態的資料投影機裝置整體的功能電路構成之方塊圖。
第2圖為顯示同實施形態之彩色輪盤的構成之俯視圖。
第3圖為同實施形態之光源系統的驅動時序之示意圖。
第4圖為顯示本發明之第2實施形態的資料投影機裝置整體的功能電路構成之方塊圖。
第5圖主要為同實施形態之光源系統的具體光學構成之示意圖。
第6圖為顯示同實施形態之彩色輪盤的構成之俯視圖。
第7圖為同實施形態之光源系統的驅動時序之示意圖。
第8A、8B圖為供給於同實施形態之半導體雷射的驅動電流及發熱變化之示意圖。
第9圖為顯示同實施形態之其他動作例的彩色輪盤的構成之俯視圖。
第10圖為同實施形態之其他動作例的光源系統的驅動時序之示意圖。
SB．．．系統匯流排
10b．．．資料投影機裝置
11．．．輸入輸出連接器部
12．．．輸入輸出介面(I/F)
13．．．影像轉換部
14．．．視訊RAM
15．．．投影影像處理部
16．．．微鏡元件
17b．．．光源部
18．．．反射鏡
19．．．投影透鏡單元
31b．．．投影光處理部
32b．．．CPU
33．．．主記憶體
34．．．程式記憶體
35．．．操作部
36．．．聲音處理部
37．．．揚聲器
41．．．半導體雷射
42．．．LED
43．．．反射鏡
44．．．分色鏡
45．．．彩色輪盤
45G．．．綠色螢光體反射部
45B．．．藍色用擴散透光部
46．．．馬達
47．．．分色鏡
48．．．整合器
49~51．．．反射鏡

Claims (13)

  1. 一種光源裝置，其特徵為具備：光源，係在既定波長頻帶發光；光源光產生手段，係採用該光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；及光源控制手段，係將該光源光產生手段所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力大，並控制該光源及該光源光產生手段之驅動時序，俾藉該光源光產生手段產生之複數顏色的光源光循環地產生，該光源控制手段係因應於將該發光效率高之至少一種顏色之光源光的發光期間設短而增長該其他顏色之光源光的發光期間，同時因應於將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設大而將該其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設小。
  2. 如申請專利範圍第1項之光源裝置，其中該光源光產生手段係一可驅動旋轉之彩色輪盤，該彩色輪盤具備塗布有發出既定之波長頻帶光的螢光體的區域、及使來自該光源之光透過擴散的擴散區域。
  3. 一種光源裝置，其特徵為具備：第1光源，係在第1波長頻帶發光； 光源光產生手段，係採用該第1光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；第2光源，係在與該第1波長頻帶不同之第2波長頻帶發光；及光源控制手段，係將該光源光產生手段所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力大，並控制該第1及第2光源與該光源光產生手段之驅動時序，俾藉該光源光產生手段產生之複數顏色的光源光、及該第2光源之發光產生的光源光循環地產生，該光源控制手段係因應於將該發光效率高之至少一種顏色之光源光的發光期間設短而增長該其他顏色之光源光的發光期間，同時因應於將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設大而將該其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設小。
  4. 如申請專利範圍第1或3項之光源裝置，其中該光源控制手段係於該設定前後維持既定之白平衡。
  5. 如申請專利範圍第3項之光源裝置，其中該光源光產生手段係一可驅動旋轉之彩色輪盤，該彩色輪盤具備塗布有發出既定之波長頻帶光的螢光體的 區域、及使來自該光源之光透過擴散的擴散區域。
  6. 一種投影裝置，其特徵為具備：光源，係在既定波長頻帶發光；光源光產生手段，係採用該光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；光源控制手段，係將該光源光產生手段所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力大，並控制該光源及該光源光產生手段之驅動時序，俾藉該光源光產生手段產生之複數顏色的光源光循環地產生；輸入手段，係輸入影像信號；及投影手段，係採用基於該光源控制手段之控制而射出的光源光，形成與藉該輸入手段所輸入之影像信號對應的彩色光像並投影，該光源控制手段係因應於將該發光效率高之至少一種顏色之光源光的發光期間設短而增長該其他顏色之光源光的發光期間，同時因應於將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設大而將該其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設小。
  7. 如申請專利範圍第6項之投影裝置，其中 該光源係發出藍色波長頻帶光，且該光源光產生手段係一可驅動旋轉之彩色輪盤，該彩色輪盤具備塗布有發出紅色及綠色之波長頻帶光的螢光體的區域、及使來自該光源之光透過擴散的擴散區域。
  8. 一種投影裝置，其特徵為具備：第1光源，係在第1波長頻帶發光；光源光產生手段，係採用該第1光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；第2光源，係在與該第1波長頻帶不同之第2波長頻帶發光；光源控制手段，係將該光源光產生手段所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力大，並控制該第1及第2光源與該光源光產生手段之驅動時序，俾藉該光源光產生手段產生之複數顏色的光源光、及該第2光源之發光產生的光源光循環地產生；輸入手段，係輸入影像信號；及投影手段，係採用基於該光源控制手段之控制而射出的光源光，形成與以該輸入手段所輸入之影像信號對應的彩色光像並投影， 該光源控制手段係因應於將該發光效率高之至少一種顏色之光源光的發光期間設短而增長該其他顏色之光源光的發光期間，同時因應於將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設大而將該其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設小。
  9. 如申請專利範圍第5或8項之投影裝置，其中該光源控制手段係於該設定前後維持既定之白平衡。
  10. 如申請專利範圍第8項之投影裝置，其中該第1光源係發出藍色波長頻帶光；該第2光源係發出紅色波長頻帶光；該光源光產生手段係一可驅動旋轉之彩色輪盤，該彩色輪盤具備塗布有發出綠色之波長頻帶光的螢光體的區域、及使來自該光源之光透過擴散的擴散區域。
  11. 如申請專利範圍第8項之投影裝置，其中該光源光產生手段係於循環周期中使發光期間已設短之顏色的光源光比其他顏色之光源光先產生。
  12. 一種投影裝置之投影方法，該投影裝置具備：光源，係在既定波長頻帶發光；光源光產生部，係採用該光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；輸入部，係輸入影像信號；及投影部，係採用光源光，形成與以該輸入部所輸入之影像信號對應的彩色光像並投影；該投影方法之特徵為具備： 光源控制步驟，係將該光源光產生部所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短，並將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力大，並控制該光源及該光源光產生部之驅動時序，俾藉該光源光產生部產生之複數顏色的光源光循環地產生，該光源控制步驟係因應於將該發光效率高之至少一種顏色之光源光的發光期間設短而增長該其他顏色之光源光的發光期間，同時因應於將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設大而將該其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設小。
  13. 一種投影裝置之投影方法，該投影裝置具備：第1光源，係在第1波長頻帶發光；光源光產生部，係採用該第1光源之發光而分時產生發光效率不同之複數顏色的光源光；第2光源，係在與該第1波長頻帶不同之第2波長頻帶發光；輸入部，係輸入影像信號；及投影部，係採用光源光，形成與以該輸入部所輸入之影像信號對應的彩色光像並投影；該投影方法之特徵為具備：光源控制步驟，係將該光源光產生部所產生之複數顏色的光源光中發光效率較高之至少一種顏色的光源光的發光期間設定為比其他顏色之光源光的發光期間短， 並將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力設定為比其他顏色的光源光產生時之該第1光源的驅動電力大，並控制該第1及第2光源與該光源光產生部之驅動時序，俾藉該光源光產生部產生之複數顏色的光源光及該第2光源之發光產生的光源光循環地產生，該光源控制步驟係因應於將該發光效率高之至少一種顏色之光源光的發光期間設短而增長該其他顏色之光源光的發光期間，同時因應於將該發光期間已設短之顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設大而將該其他顏色的光源光產生時之該光源的驅動電力設小。
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