專利名稱：光源裝置及投影儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及適合于采用半導體發光元件的DLP(Digital Light Processing)(注冊商標)方式的投影儀裝置的投影裝置。
背景技術：
以往，提出了日本特開這樣的技木，即，通過馬達和曲柄機構使配置有多個扇形熒光體的熒光體輪及其旋轉驅動部擺動，使照射了光束的熒光體的位置循環地移動，以便即使提高光束的激勵源的輸出，仍可大幅度地降低熒光體層的熱損傷。在上述專利文獻中記載的技術中，通過使光束的光點所照射的熒光體層上的位置移動，防止熒光體層熱傷損。另ー方面，在這種投影儀中，經常要求進ー步提高用于光源的半導體發光元件的輸出，并且進ー步提高所投影的圖像的亮度，但是在上述專利文獻中記載的技術中，必須使裝置的機械結構更大型且復雜等，在應對上述要求方面存在限度。

發明內容
ー種投影裝置，其特征在于，具備光源，以陣列狀配置有多個發光元件，分別射出激勵光；突光體板，具有突光體層，該突光體層通過上述激勵光的照射，發出突光發光光；第一透鏡陣列，設置于上述熒光體板的上述光源側，以陣列狀配置有與上述發光元件分別對應的多個透鏡，將上述熒光發光光聚光，并且使上述熒光發光光成為相互平行的平行光井照射；以及投影部，使用經由上述第一透鏡陣列取出的上述熒光發光光來形成光學影像，并朝向投影對象投射。在下面的描述中給出本發明的優點，其部分顯然根據下面的描述而得出，或通過本發明的實施而得知，通過在下面特別指出的手段和組合，會意識到和獲得本發明的優點。


引入而構成說明書的一部分的附圖對本發明的實施例進行說明，其與在上面給出的概述和在下面給出的具體的描述一起用于對本發明的原理進行說明。圖I為表示本發明的一個實施方式的數據投影儀裝置的概略功能結構的框圖；圖2為表不本實施方式的光源部的第一結構例的圖；圖3為表不作為本實施方式的透鏡陣列和突光板中的激勵光的藍色光的照射,和由該激勵光激勵的熒光發光光的射出的圖；圖4為例不通過本實施方式的對突光板的激勵光的照射而產生的突光發光光的圖；圖5為表示本實施方式的透鏡陣列的熒光板的對應分割區域的圖；圖6為表示本實施方式的照明用透鏡陣列和微鏡元件之間的光路圖；圖7為表示本實施方式的光源部的第二結構例的圖；圖8為例不本實施方式的突光板的結構和通過激勵光的照射而產生的突光發光光的圖；圖9為表示本實施方式的光源部的第三結構例的圖； 圖IOA為例示本實施方式的熒光板的結構和通過激勵光的照射而產生的綠色的突光發光光的圖；圖IOB為例示本實施方式的熒光板的結構和通過激勵光的照射而產生的紅色的突光發光光的圖；圖IOC為例示本實施方式的熒光板的結構、和在Y場或W場通過激勵光的照射而產生的緑色和紅色的熒光發光光的圖；圖11為表示本實施方式的光源部的第四結構例的圖；圖12A為例示本實施方式的熒光板的結構和通過激勵光的照射而產生的綠色的熒光發光光的例子的圖；圖12B為例示本實施方式的熒光板的結構和通過激勵光的照射而產生的紅色的突光發光光的圖；圖12C為例示本實施方式的熒光板的結構、和在Y場或W場通過激勵光的照射而產生的緑色和紅色的熒光發光光的圖。
具體實施例方式參照附圖，對本發明的實施例進行說明。下面參照附圖，說明將本發明應用于DLP(注冊商標)方式的數據投影儀裝置的情況的ー個實施方式。圖I為表示本實施方式的數據投影儀裝置10的概略功能結構的圖。輸入部11例如由管腳插孔(pin jack) (RCA)型的視頻輸入端子和D-subl5型的RGB輸入端子等構成。輸入到輸入部11中的各種規格的模擬圖像信號在由輸入部11進行數字化處理后，經由系統總線SB，發送給圖像變換部12。圖像變換部12也稱為換算器(scaler)，將所輸入的圖像數據統ー為適合于投影的規定格式的圖像數據，并發送給投影處理部13。此時，表示0SD(0n Screen Display,屏幕顯示)用的各種動作狀態的圖標(symbol)等的數據也根據需要由圖像變換部12重疊加工在圖像數據中，將加工后的圖像數據發送給投影處理部13。投影處理部13根據發送來的圖像數據，通過按照規定格式的幀速率(例如60幀/秒)和將顏色成分的分割數量及顯示灰度數量相乘而得到的更高速的分時驅動進行驅動，以使作為空間光調制元件的微鏡元件14顯示。
該微鏡元件14分別高速地使配列為陣列狀的多個、例如WXGA(Wide extendedGraphic Array)(橫1280像素X縱800像素)量的微小反射鏡的各傾斜角度進行開/關動作從而顯示圖像，由此通過其反射光來形成光學影像。另ー方面，從光源部15分時地將包含R，G，B的原色光的多色的光源光循環地分時依次射出。來自該光源部15的光源光被反射鏡16全反射，照射到上述微鏡元件14。接著，通過微鏡元件14的反射光形成光學影像，將形成的光學影像經由投影透鏡部17投影顯示在成為投影對象的未圖示的屏幕上。CPU18對上述各電路的全部動作進行控制。該CPU18直接與主存儲器19和程序存儲器20連接。主存儲器19例如由SRAM構成，作為CPU18的工作存儲器發揮功能。程序存儲器20由可以電性重寫的非易失性存儲器構成，存儲CPU18所執行的動作程序和各種定型數據等。CPU18使用上述主存儲器19和程序存儲器20，進行該數據投影儀裝置10內的控制動作。 上述CPU18根據來自操作部21的按鍵操作信號進行各種投影動作。該操作部21包括按鍵操作部和紅外線受光部，該按鍵操作部設置在數據投影儀裝置10的主體上，該紅外線受光部對來自該數據投影儀裝置10專用的未圖示的遙控器的紅外光進行受光，該操作部21將用戶通過主體的按鍵操作部或遙控器操作的按鍵的按鍵操作信號直接輸出給CPU18。上述CPU18還經由上述系統總線SB與聲音處理部22連接。聲音處理部22包括PCM音源等音源電路，將在投影動作時提供的聲音數據模擬化，驅動揚聲器部23并使其放大發聲，或根據需要產生振動聲音等。(光源部的第一結構的例子)通過圖2，說明使用3種發光元件來構成上述光源部15的情況的光學系統的結構。光源部15-1具有發出作為光源光的紅色光的LED (發光二極管)31。該LED31發出的紅色光經由作為準直透鏡發揮功能的透鏡32、33，透過ニ向色鏡34、35后，經由照明用透鏡陣列36、場鏡(field lens) 37到達上述反射鏡16。被反射鏡16反射的紅色光進ー步經由場鏡38照射到上述微鏡元件14。然后，由該微鏡元件14的反射光形成的紅色的光學影像經由場鏡38，由上述投影透鏡部17朝向未圖示的屏幕照射。另外，光源部15-1具有發出作為光源光的藍色光的LED39，發出綠色光激勵用的藍色光的LD (激光二極管，半導體激光器)陣列42。該LED39發出的藍色光經由作為準直透鏡發揮功能的透鏡40、41，由上述ニ向色鏡34反射后，透過上述ニ向色鏡35，經由照明用透鏡陣列36、場鏡37到達上述反射鏡16。在上述LD陣列42中，例如以陣列狀排列有6X6 (附圖垂直方向)共計36個LD。該LD陣列42發出的藍色的激光經由透鏡陣列43 (第二透鏡陣列)，各光束被放大。在透過上述ニ向色鏡35后，經由為了與上述LD陣列42對置而以同一排列構成的透鏡陣列44(第一透鏡陣列)，照射到熒光板45。另外，通過該透鏡陣列43，對從LD陣列42的LD照射的各個光的行進方向進行微修正。于是，這些光作為相互平行的平行光，良好地入射到透鏡陣列44的各個透鏡，能夠提高聚光效率。
此外，以熒光體層70位于透鏡陣列44的焦點位置附近的方式配置熒光板45。該熒光板45由板狀的透明部件構成，在整個面上形成熒光體層70。S卩，熒光板45的具有熒光體層70的整個面以下述方式設置，在照射有來自LD陣列42的藍色的激光的面上涂敷熒光體，從而形成熒光體層70，并且在形成有熒光體層70的面的背面上，反射板與熒光體層70重合。即，如果將LD陣列42的藍色的激光照射到熒光板45的熒光體層70上，則激勵熒光體層70，作為所需的波長的光而發出緑色的熒光發光光。該綠色的熒光發光光也作為光源光使用。從熒光板45發出的作為擴散光的緑色光被形成于熒光板45的背面側的上述反射板均勻地導向上述透鏡陣列44側，被透鏡陣列44聚光而成為大致平行的光束，并被ニ向色鏡35反射。然后，上述緑色光經由上述照明用透鏡陣列36、場鏡37到達上述反射鏡16。
如上所述，ニ向色鏡34使紅色光透過，但是使藍色光反射。ニ向色鏡35使紅色光和藍色光透過，但是使緑色光反射。(光源部的第一結構例的動作)由數據投影儀裝置10投影的彩色圖像的I幀例如由R(紅色)場、G(緑色)場、B(藍色)場共計3個場構成的情況下，由投影處理部13對紅色發光用的LED31、發出綠色激勵用的藍色光的LD陣列42、及藍色發光用的LED39依次分時地循環進行發光驅動。主要對G場的動作進行說明。在G場中，從透鏡陣列43射出的藍色光的光線組在由透鏡陣列43擴大了各光線的寬度后，透過ニ向色鏡35，經由透鏡陣列44再次將各光線的寬度收斂后，照射到熒光板45上。圖3為表示透鏡陣列44和熒光板45中的作為激勵光的藍色光的照射、及被該激勵光激勵的熒光體層70的熒光發光光的射出的概略結構圖。構成透鏡陣列44的各個透鏡具有較短的焦距，在該焦距附近設置熒光板45。如圖所示，熒光板45在熒光體層70的背面側形成有反射體45ref ，通過作為激勵光的藍色光的照射而產生的緑色光在透鏡陣列44側ー邊擴散ー邊反射。透鏡陣列44將這些綠色光聚光，調整為平行的光束后向ニ向色鏡35側射出。圖4為例示通過對熒光板45的激勵光的照射而產生的作為光源光的緑色的熒光發光光的圖。這樣在各照射位置產生的熒光發光光，通過透鏡陣列44，將來自與每個透鏡對應的區域的光聚光，其射出光成為平行光。圖5表示上述透鏡陣列44的熒光板45的分割對應區域。此時，由于以熒光體層70位于透鏡陣列44的焦點位置附近的方式配置熒光板45，所以能夠減小從熒光體層70的與每個透鏡對應的各區域發出的各熒光發光光的擴散，能夠通過對應的透鏡良好地將光聚光，從而提高聚光效率。這樣，對應于投影畫面的整個面而成為平行光的緑色的光源光被ニ向色鏡35反射，經由照明用透鏡陣列36、場鏡37被反射鏡16反射，經由場鏡38照射到微鏡元件14。此時，由于上述投影處理部13通過微鏡元件14顯示綠色用的圖像，所以通過其反射光形成緑色的光學影像，經由場鏡38通過投影透鏡部17朝向投影對象的未圖示的屏幕等射出。圖6為上述照明用透鏡陣列36和微鏡元件14之間的光路圖。與光源光的光軸垂直的面的截面形狀如圖4、圖5所示呈矩形狀，這一點在該圖6中未示出。另外，使用構成整體上具有矩形的形狀的照明用透鏡陣列36的各個透鏡，分別將部分光束擴大、重疊后，生成向微鏡元件14照射的光源光，從而使作為照射到微鏡元件14上的光源光的亮度分布均勻。另外，在R場中，LED31發出的紅色光被透鏡32、33處理為大致平行，在透過2個二向色鏡34、35后，入射到上述照明用透鏡陣列36。照明用透鏡陣列36以后的動作路徑與G場的綠色光相同。此外，在B場中，LED39發出的藍色光被透鏡40、41處理為大致平行，在被二向色鏡34反射后，透過二向色鏡35而入射到上述照明用透鏡陣列36。照明用透鏡陣列36以后的動作路徑等與G場的綠色光相同。(光源部的第二結構例和其動作)
通過圖7，說明使用3種發光元件來構成上述光源部15的情況的光學系統的結構。由于該圖所示的光源部15-2基本上與圖2所示的結構相同，因此對同一部分賦予同一標號并省略其說明。此外，發出用于激勵熒光體層70從而產生綠色光的藍色光的LD陣列42’為，將圓形的區域內基本等分地照明的LD的排列。從例如6X4的矩形狀的LD排列中，將位于4角的各I個LD刪除后，共計20個LD以陣列狀排列。對應于該LD陣列42’的結構，透鏡陣列44’ (第一透鏡陣列)也具有相同的排列。進而，熒光板45’如圖8所示以圓形狀構成，在使LD陣列42’發光的投影動作時，通過馬達(M)46旋轉。動作時的R、G、B各場中的LED31、LD陣列42’、及LED39的各發光動作和發出的光
的路徑等與上述第一結構例相同。在G場中，來自LD陣列42的作為激勵光的藍色光經由透鏡陣列44’照射到熒光板45’上，該熒光板45’被照射作為激光的藍色光而發出綠色的熒光發光光的位置如上述圖8所示。由于熒光板45’如上述那樣通過馬達46旋轉，所以在從熒光板45’側觀看時，SP使在G場期間中，照射激勵光的位置也伴隨旋轉而移動。因此，即使提高激光向熒光體的照射密度，如上述圖2所示，能夠顯著降低隨著原本照射激光的光點位置分散，熒光板45’的特定的照射光點因熱負荷而劣化及損傷的可能性。(光源部的第三結構例)通過圖9，說明使用2種發光元件來構成上述光源部15的情況的光學系統的結構。光源部15-3具有發出作為光源光的藍色光的LED51。該LED51發出的藍色光經由作為準直透鏡發揮功能的透鏡52、53，透過二向色鏡54后，經由照明用透鏡陣列55、場鏡56，到達上述反射鏡16。由反射鏡16反射的藍色光進一步經由場鏡57照射到上述微鏡元件14。接著，由該微鏡元件14的反射光形成的藍色的光學影像經由場鏡57，透過上述投影透鏡部17朝向未圖示的屏幕照射。此外，光源部15-3具有發出紅色光和綠色光激勵用的藍色光的LD陣列58。
在該LD陣列58中，例如6 X 6 (圖面垂直方向)的共計36個LD以陣列狀排列。該LD陣列58發出的藍色的激光經由透鏡陣列59 (第二透鏡陣列)，各光束被放大，在透過上述二向色反射鏡54后，經由為了與上述透鏡陣列59對置而以相同排列構成的透鏡陣列60 (第一透鏡陣列)，照射到熒光板61。通過該透鏡陣列59，對從LD陣列58的LD照射的各個光的行進方向進行微修正，這些光作為相互平行的平行光，良好地入射到透鏡陣列60的各個透鏡中，能夠提高聚光效率。此外，以熒光體層位于透鏡陣列60的焦點位置附近的方式配置熒光板45。該突光板61將2種突光體以2種顏色相間的方格狀在整個面上形成。S卩,在突光板61的具有熒光體層的整個面上，在照射有來自LD陣列58的藍色的激光的面上，2種熒光體以2種顏色相間的方格狀區別開地交錯排列的方式涂敷，在整體上形成I個熒光層，并且 在形成有該突光體層的面的背面，反射板以與突光體層重合的方式設置。即，在突光板61中，通過照射藍色光而發出綠色光的熒光體層(第一熒光體)71和通過照射藍色光而發出紅色光的熒光體層(第二熒光體)72以2種顏色相間的方格狀區別開地交錯排列的方式涂敷。若將LD陣列58的藍色的激光照射到熒光板61的熒光體層，則發出所需的波長的作為熒光發光光的紅色光和綠色光。這些熒光發光光也可以作為光源光使用。作為從熒光板45發出的擴散光的紅色光和綠色光通過形成于熒光板61的背面側的上述反射板，均勻地導向到上述透鏡陣列60側，被透鏡陣列60聚光而成為大致平行的光束，被二向色鏡54反射后，經由照明用透鏡陣列55、場鏡56到達上述反射鏡16。如上所述，二向色鏡54將藍色光透射，另一方面，將紅色光、綠色光反射。此外，作為與以2種顏色相間的方格狀分割而形成于上述熒光板45上的2種熒光體I : I對應的器件，還對應有構成LD陣列42的各個LD，分別相互鄰接的LD能夠由不同時發光的2種顏色相間的方格狀的發光圖案來驅動。(光源部的第三結構例的動作)在由數據投影儀裝置10投影的彩色圖像的I幀由例如B (藍色)場、G(綠色)場、及R (紅色)場的共計3個場構成的情況下，通過投影處理部13，將藍色發光用的LED51、發出LD陣列58中的一半的綠色激勵用的藍色光的LD、以及發出LD陣列58中的剩余一半的紅色激勵用的藍色光的LD依次分時地循環發光驅動。在B場中，作為LED51發出的光源光的藍色光通過透鏡52、53被調整為大致平行，透過二向色鏡54而入射到上述照明用透鏡陣列55。在照明用透鏡陣列55中，通過構成該照明用透鏡陣列55的各個透鏡將一部分光束放大并重疊，然后輸出藍色光，射出的藍色的光被反射鏡16反射，經由場鏡57照射到微鏡元件14上。此時，由于上述投影處理部13通過微鏡元件14來顯示藍色用的圖像，所以通過其反射光形成藍色的光學影像，經由場鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對象的未圖示的屏幕等射出。在G場中，從構成LD陣列58的一半的LD射出的藍色光的光線組，通過透鏡陣列59將各光線的寬度放大后，透過二向色反射鏡54，經由透鏡陣列60再次將各光線的寬度收斂后，照射到熒光板61上。圖IOA例示了通過向熒光板61的激勵光的照射而產生的綠色的熒光發光光的例子。這樣，在以2種顏色相間的方格狀分散配置的各照射位置產生的綠色的熒光發光光通過透鏡陣列60，將來自與每個透鏡相對應的區域的光聚光，從而其輸出光成為平行光。此時，由于以熒光體層71位于透鏡陣列60的焦點位置附近的方式配置熒光板61，所以能夠減小從與熒光體層71的每個透鏡相對應的各區域發出的各綠色的熒光發光光的擴散，通過對應的各透鏡良好地將光聚光，能夠提高聚光效率。這樣成為平行光的綠色的熒光發光光通過在照明用透鏡陣列55中構成照明用透鏡陣列55的各自的透鏡，將一部分光束放大并重疊而射出，射出的綠色的熒光發光光被反射鏡16反射，經由場鏡57照射到微鏡元件14。此時，上述投影處理部13通過微鏡元件14來顯示綠色用的圖像，所以通過其反射光形成綠色的光學影像，經由場鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對象的未圖示的屏幕等處射出。
在R場中，從構成LD陣列58的剩余一半的LD射出的藍色光的光線組在由透鏡陣列59將各光線的寬度放大后，透過二向色鏡54，經由透鏡陣列60再次將各光線的寬度收斂后，照射到熒光板61。圖IOB例示了通過向熒光板61的激勵光的照射而產生的紅色的熒光發光光的例子。在以對圖IOA所示的位置進行插補的方式呈2種顏色相間的方格狀分散配置的各照射位置產生的紅色的熒光發光光通過透鏡陣列60，將來自與每個透鏡相對應的區域的光聚光，從而其射出光成為平行光。此時，由于以熒光體層72位于透鏡陣列60的焦點位置附近的方式配置熒光板61，所以能夠減小從與熒光體層72的每個透鏡相對應的各區域發出的各紅色的熒光發光光的擴散，通過對應的各透鏡良好地將光聚光，能夠提高聚光效率。這樣成為平行光的紅色的熒光發光光通過在照明用透鏡陣列55中構成照明用透鏡陣列55的各個透鏡，將一部分光束放大并重疊而射出，射出的紅色的熒光發光光被反射鏡16反射，經由場鏡57照射到微鏡元件14。此時，上述投影處理部13通過微鏡元件14來顯示紅色用的圖像，所以通過其反射光形成紅色的光學影像，經由場鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對象的未圖示的屏幕等而射出。另外，在上述動作例子中，說明了彩色圖像的I幀由B (藍色)場、G (綠色)場、R(紅色)場的共計3個場構成的情況，但是也可以考慮除了這些原色的場之外，還設置照射補色光的補色系統，以提聞投影圖像的売度，并提聞精細的色調。例如，考慮使構成LD陣列58的各個LD全部發光的場。這種情況下，在上述G場和R場中說明的動作同時進行，由突光板61產生的綠色光和紅色光一起被二向色鏡54反射，到達照明用透鏡陣列55，通過由該照明用透鏡陣列55混色，獲得Y(yelloW)(黃)色光。此時，將LED51不同時發出藍色光的情況作為Y場，在發出藍色光的情況下進一步通過混合色來作為W(白色)場，通過微鏡元件14來顯示與黃色或白色的光源光相對應的圖像，從而通過該反射光形成黃色或白色的光學影像，通過投影透鏡部17射出。圖IOC例示了在上述Y場或W場通過向熒光板61的激勵光的照射而產生的綠色和紅色的光源光的熒光發光光的例子。這樣，在以對相互的位置進行插補的方式呈2種顏色相間的方格狀分散配置的2種熒光體71、72的照射位置產生的綠色和紅色的各光一起被透鏡陣列60調整為平行光并射出。(光源部的第四結構例子)通過圖11說明使用2種發光元件來構成上述光源部15的情況的光學系統的結構。由于該圖所示的光源部15-4基本上與上述圖9所示的結構相同，所以對同一部分賦予同一標號，并省略其說明。這樣，發出用于激勵熒光體層而產生紅色光和綠色光的藍色光的LD陣列58’如下構成，分別在同心地劃分圓形的2個區域以陣列狀排列有多個LD。具體來說，例如，在2重同心圓的內側的圓形區域內設置用于發出綠色光的激勵用藍色光LD陣列，在外側的環狀區域內設置用于發出紅色光的激勵用藍色光的LD陣列。
與該LD陣列58’的結構相應地，透鏡陣列59’ (第二透鏡陣列)也具有相同的排列。此外，熒光板61’與上述LD陣列58’、透鏡陣列59’、透鏡陣列60’(第一透鏡陣列)的結構相對應地，如圖12A、圖12B、圖12C所示構成為圓形。這種情況下，熒光板61’在將圓形同心地劃分為的2個區域分別形成不同的熒光體層。具體來說，例如在2重同心圓的內側的圓形區域內(第一區域)照射藍色光，從而形成發出綠色光的熒光體層(第一熒光體)73，在外側的環狀區域內(第二區域)照射藍色光，從而形成發出紅色光的突光體層(第二突光體)74。該突光板61’在使LD陣列58’發光的投影動作時，通過馬達(M)62旋轉。(光源部的第四結構例的動作)由數據投影儀裝置10投影的彩色圖像的I幀由例如B(藍色)場、G(綠色)場、及R (紅色)場的共計3個場構成的情況下，通過投影處理部13，將藍色發光用的LED51、發出綠色激勵用的藍色光的LD陣列58中的一部分的LD、及發出紅色激勵用的藍色光的LD陣列58中的剩余部分的LD依次分時地循環發光驅動。在B場中，LED51所發出的藍色光被透鏡52、53調整為大致平行，透過二向色鏡54而入射到上述照明用透鏡陣列55。在照明用透鏡陣列55中，通過構成該照明用透鏡陣列55的各個透鏡將一部分光束放大并重疊，然后輸出作為光源光的藍色的光，射出的藍色光被反射鏡16反射，經由場鏡57照射到微鏡元件14。此時，由于上述投影處理部13通過微鏡元件14來顯示藍色用的圖像，所以通過其反射光形成藍色的光學影像，經由場鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對象的未圖示的屏幕等而射出。在G場中，從構成LD陣列58的一部分、具體來說配置于2重同心圓的內側的圓形區域內的LD射出的藍色光的光線組被透鏡陣列59’放大了各光線的寬度后，透過二向色鏡54，經由透鏡陣列60’再次將各光線的寬度收斂，然后照射到熒光板61’上。圖12A例示了通過向熒光板61’的激勵光的照射而產生的綠色的熒光發光光的例子。這樣，在形成于2重同心圓的內側的圓形區域內的熒光體層73的各照射位置產生的綠色的熒光發光光通過透鏡陣列60’，將來自與各個透鏡相對應的區域的光聚光，從而其射出光成為平行光。這樣被調整為平行光的綠色的熒光發光光，通過在照明用透鏡陣列55中構成照明用透鏡陣列55的各個透鏡，將一部分光束放大并重疊而射出，射出的綠色的熒光發光光被反射鏡16反射，經由場鏡57照射到微鏡元件14。此時，由于上述投影處理部13通過微鏡元件14來顯示綠色用的圖像，所以通過其反射光形成綠色的光學影像，經由場鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對象的未圖示的屏幕等而處射出。在R場中，從構成LD陣列58的其它部分、具體來說配置于2重同心圓的外側的環狀區域內的LD射出的藍色光的光線組，通過透鏡陣列59’，將各光線的寬度放大后，透過二向色反射鏡54，經由透鏡陣列60’再次將各光線的寬度收斂，然后照射到熒光板61’上。圖12B例示了通過向熒光板61’的激勵光的照射而產生的紅色的熒光發光光的例子。這樣，在形成于2重同心圓的外側的環狀區域內的熒光體層74的各照射位置產生的紅色的熒光發光光，通過透鏡陣列60’將來自與每個透鏡相對應的區域的光聚光，從而其射出光成為平行光。 這樣，被調整為平行光的紅色的熒光發光光，通過在照明用透鏡陣列55中構成照明用透鏡陣列55的各個透鏡將一部分光束放大并重疊而射出，射出的紅色的熒光發光光被反射鏡16反射，經由場鏡57照射到微鏡元件14。此時，上述投影處理部13通過微鏡元件14來顯示紅色用的圖像，所以通過其反射光形成紅色的光學影像，經由場鏡57通過投影透鏡部17朝向投影對象的未圖示的屏幕等處而射出。另外，在上述動作例中，說明了彩色圖像的I幀由B (藍色)場、G (綠色)場、及R(紅色)場的共計3個場構成的情況，但是也可以考慮除了這些原色的場之外，還設置照射補色光的補色系統，以提聞投影圖像的売度，并提聞精細的色調。例如，考慮使構成LD陣列58’的各個LD全部發光的場。這種情況下，在上述G場和R場中說明的動作同時執行，由突光板61’產生的作為光源光的綠色光和紅色光一起被二向色反射鏡54反射，到達照明用透鏡陣列55，通過由該照明用透鏡陣列55混色，獲得Y (yellow)(黃)色光。此時，LED51未同時發出作為光源光的藍色光的情況作為Y場，在發出藍色光的情況下，進一步通過混色作為W(白色)場，將與黃色或白色的光相對應的圖像通過微鏡元件14顯示，從而通過其反射光形成黃色或白色的光學影像，通過投影透鏡部17射出。圖12C為在上述Y場或W場中通過向熒光板61’的激勵光的照射而產生的綠色和紅色的熒光發光光的例子。這樣，在同心圓的直徑位置不同的種類的熒光體73、74的照射位置產生的綠色和紅色的各熒光發光光一起通過透鏡陣列60被調整為平行光而射出。該熒光板61’如上所述，通過馬達62旋轉，所以在從熒光板61’側觀看的情況下，在G場及R場(或還包括上述Y場和W場)中的任意的期間中，照射激勵光的位置伴隨旋轉而移動。因此，即使在提高向熒光體的激光的照射密度的情況下，如上述圖9的結構所示，與原本照射激光的光點位置分散的情況相對應地，顯著地降低突光板61’的特定的照射光點因熱的負荷而變差、損傷的可能性。根據通過上述第一 第四光源部的結構和其動作而具體描述的本實施方式，能夠盡可能地簡化光源系統的機械的結構，并且可靠地抑制用于照射激勵光而產生期望的波長帶的光的熒光體變差、破損的情況。此外，在上述實施方式中，如光源部的第二和第四結構例中所述，還設置使熒光板45’、61’旋轉的機構，從而能夠顯著地降低該熒光板的指定的照射光點位置因熱負荷而變差、損傷的可能性。還有，在上述實施方式中，如光源部的第三和第四結構例中所述，形成將所發出的光的波長不同的多種熒光體分割而配置的熒光體層71、72、73、74，與這些分割的區域相對應地，切換構成LD陣列58、58’的LD的發光二極管的發光定時，所以使裝置的結構更加緊湊，并且實現發出多色光的光源部。另外，如第一 第四結構例中所述，在LD陣列42、42’、58、58’的熒光體板側設置 透鏡陣列43、43’ (第二透鏡陣列)、59、59’，所以對從LD陣列42的LD照射的各個光的行進方向進行微修正，這些光作為相互平行的光，良好地入射到透鏡陣列44的各個透鏡中，能夠提高聚光效率。此外，如光源部的第一 第四結構例中所述，由于以熒光體層70、71、72、73、74位于透鏡陣列44、44’、60、60’的大致焦點附近的方式配置熒光體板，所以能夠減小從與每個熒光體層70、71、72、73、74的透鏡相對應的各區域而發出的各熒光發光光的擴散，可通過對應的各透鏡良好地將光聚光，能夠提高聚光效率。還有，如光源部的第一 第四的結構例的描述中所述，如果設置LD、LED、熒光板或二向色鏡，則還能夠有助于光源部的整體尺寸的減小。再有，說明了將上述實施方式應用于DLP (注冊商標)方式的數據投影儀裝置的情況，但本發明并不限定用于形成光學影像的顯示元件等，例如也可應用于使用透射型的黑白液晶板的場次序方式的投影裝置等。另外，除了上述光源部的第三和第四結構例中所示的、發出藍色光的LD陣列58中的、綠色激勵用的LD的個數和紅色激勵用的LD的個數以外，發出藍色光的LD陣列58中的綠色激勵用的LD的個數和紅色激勵用的LD的個數可由用戶自由地設定。例如，如果想要增強綠色光的亮度，只要擴大綠色激勵用的熒光體層的面積，并增加照射光的綠色激勵用的LD的個數即可，如果想要增強紅色光的亮度，只要擴大紅色激勵用的熒光體層的面積，并增加照射光的紅色激勵用的LD的個數即可。這樣，用戶可自由地調整所需的光的亮度。此外，本發明并不限定于上述實施方式，在實施階段，在不脫離其主旨的范圍內可以進行各種變形。另外，在可能的范圍內，通過上述實施方式實現的功能也可適當地組合而實施。在上述實施方式中包含各種階段，通過將公開的多個特征適合地組合，能夠提取各種發明。例如，如果從實施方式中公開的全部特征中刪除幾個特征后仍能獲得效果，則刪除了該組成特征的方案可作為發明而提取。
權利要求
1.ー種投影裝置，其特征在于，具備 光源，以陣列狀配置有多個發光元件，分別射出激勵光； 熒光體板，具有熒光體層，該熒光體層通過上述激勵光的照射，發出熒光發光光； 第一透鏡陣列，設置于上述熒光體板的上述光源側，以陣列狀配置有與上述發光元件分別對應的多個透鏡，將上述熒光發光光聚光，并且使上述熒光發光光成為相互平行的平行光井照射；以及 投影部，使用經由上述第一透鏡陣列取出的上述熒光發光光來形成光學影像，并朝向投影對象投射。
2.根據權利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 上述熒光板形成有熒光體層，該熒光體層將所發出的熒光發光光的波長不同的多種熒光體分割而配置， 上述光源的發光元件與分割配置在上述熒光體板上的多種熒光體相對應地切換發光定時。
3.根據權利要求2所述的投影裝置，其特征在干， 上述發出的熒光發光光的波長不同的多種熒光體是發出的熒光發光光的波長相互不同的第一熒光體和第二熒光體， 上述第一熒光體和上述第二熒光體相互配置為2種顏色相間的方格狀。
4.根據權利要求2所述的投影裝置，其特征在干， 上述熒光板的形成有上述熒光體層的面由形成于該熒光板的內側的第一區域和形成于上述第一區域的外側的第二區域構成， 上述發出的熒光發光光的波長不同的多種熒光體是發出的熒光發光光的波長相互不同的第一熒光體和第二熒光體， 上述第一熒光體形成于上述熒光板的第一區域，上述第二熒光體形成于上述熒光板的第二區域。
5.根據權利要求2所述的投影裝置，其特征在干， 上述光源的發光兀件朝向分割配置在上述突光體板上的多種突光體同時照射激勵光。
6.根據權利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 以上述熒光體層位于上述第一透鏡陣列的大致焦點位置的方式設置上述熒光體板。
7.根據權利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 在上述光源的上述熒光體板側，以陣列狀配置有與上述多個發光元件分別對應的多個透鏡， 還具有第二透鏡陣列，該第二透鏡陣列使從上述光源發出的上述激勵光成為平行光，并朝向上述熒光板照射。
8.根據權利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 還具有使上述熒光體板旋轉的旋轉機構。
9.根據權利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 上述熒光板在形成有上述熒光體的面的背面上還具有反射板。
10.根據權利要求I所述的投影裝置，其特征在干， 上述熒光體層形成于上述熒光體的整個面上。
全文摘要
一種投影裝置，其具備光源，以陣列狀配置有多個發光元件，分別射出激勵光；熒光體板，具有熒光體層，該熒光體層通過上述激勵光的照射，發出熒光發光光；第一透鏡陣列，設置于上述熒光體板的上述光源側，以陣列狀配置有與上述發光元件的每一個對應的多個透鏡，將上述熒光發光光聚光，并且將上述熒光發光光做成相互平行的平行光并照射；以及投影部，使用經由上述第一透鏡陣列取出的上述熒光發光光來形成光學影像，并朝向投影對象投射。
文檔編號F21V13/00GK102722075SQ20121013111
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者荻野浩 申請人:卡西歐計算機株式會社