投影机的制作方法

投影机的制作方法
【专利说明】投影机
[0001]本申请是申请日为2010年8月20日、申请号为201010260175.8、名称为“投影机”的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及投影机，特别涉及使用了固体光源的投影机。
【背景技术】
[0003]以往，已知有具备下述部件的投影机:射出白色光的I个固体光源装置；将来自I个固体光源装置的光分离为红色光、绿色光以及蓝色光的色分离导光光学系统；根据图像信息对来自色分离导光光学系统的各色光进行调制的光调制装置；将来自光调制装置的调制光作为投影图像进行投影的投影光学系统(例如，参照专利文献I)。根据专利文献I所记载的投影机，由于作为由光调制装置调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)，使用从射出白色光的I个固体光源装置进行色分离而得到的3种色光，所以不会如具备3个固体光源装置的投影机的情况那样每一固体光源装置其发光效率(每单位功率的明亮度)和/或温度特性(因温度的变化引起的光量的变化)不同，其结果，可以使投影图像的色平衡稳定。
[0004]此外，已知有具备下述部件的投影机:射出红色光的固体光源装置、射出绿色光的固体光源装置以及射出蓝色光的固体光源装置；根据图像信息对来自各固体光源装置的各色光进行调制的光调制装置；将来自各光调制装置的调制光作为投影图像进行投影的投影光学系统(例如参照专利文献2)。根据专利文献2所记载的投影机，由于作为由光调制装置调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)，使用射出红色光的固体光源装置、射出绿色光的固体光源装置以及射出蓝色光的固体光源装置这3个固体光源装置分别射出的3种色光，所以与具备一个固体光源装置的投影机相比，可以使投影图像更明亮。
[0005]【专利文献I】特开2005-274957号公报
[0006]【专利文献2】特开2002-268140号公报
[0007]但是，在专利文献I所记载的投影机中，由于从I个固体光源装置生成包含红色光、绿色光以及蓝色光的白色光，所以与具备3个固体光源装置的投影机的情况不同，在I个固体光源装置中会集中较大的热负荷，其结果，存在难以使投影图像变得更明亮的问题。
[0008]此外，在专利文献2所记载的投影机中，由于使用于射出红色光、绿色光以及蓝色光的3个固体光源装置(射出红色光的固体光源装置、射出绿色光的固体光源装置以及射出蓝色光的固体光源装置)的各个所具有的发光效率和/或温度特性相一致是困难的，所以存在难以使投影图像的色平衡稳定的问题。

【发明内容】

[0009]因此，本发明是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于提供一种投影机，该投影机与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮，并且与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定。
[0010][I]本发明的投影机，具备:第I固体光源装置，其具备射出激励光的第I固体光源和荧光层，该荧光层将从前述第I固体光源射出的前述激励光变换为包含第I色光以及与前述第I色光不同的第2色光的光并射出；第2固体光源装置，其具备射出与前述第I色光以及前述第2色光的任一种都不同的第3色光的第2固体光源；光调制装置，其根据图像信息对前述第I色光、前述第2色光以及前述第3色光进行调制；以及投影光学系统，其将来自前述光调制装置的调制光作为投影图像进行投影。
[0011]因此，根据本发明的投影机，由于作为由光调制装置调制的3种色光(红色光、蓝色光以及绿色光)，使用第I固体光源装置射出的2种色光(第I色光以及第2色光)以及第2固体光源装置射出的I种色光(第3色光)，所以与具备I个固体光源装置的投影机的情况相比可以减轻施加在各个固体光源装置上的热的负荷，其结果，与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮。
[0012]此外，根据本发明的投影机，由于关于由光调制装置调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)之中的2种色光(第I色光以及第2色光)，使用同一固体光源(第I固体光源)来生成，所以与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定。
[0013]其结果，本发明的投影机，成为与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮并且与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定的投影机。
[0014][2]在本发明的投影机中，优选地，前述激励光是蓝色光；前述第I色光是红色光；前述第2色光是绿色光；前述第3色光是蓝色光。
[0015]通过这样构成，可以使用射出蓝色光的第I固体光源，使包含红色光和绿色光的光从第I固体光源装置射出。
[0016]在射出绿色光的固体光源装置中使用的固体光源，与在射出红色光的固体光源装置中使用的固体光源以及在射出蓝色光的固体光源装置中使用的固体光源相比较，存在发光效率相对低的问题。相对于此，根据本发明的投影机，由于使用与在射出绿色光的固体光源装置中使用的固体光源相比发光效率高的第I固体光源(射出蓝色光)而生成绿色光，所以与使用射出绿色光的固体光源装置相比可以提高发光效率。
[0017][3]在本发明的投影机中，优选地，前述第I固体光源与前述第2固体光源具有相同的温度特性。
[0018]通过这样构成，由于关于全部的色光，可以使因温度的变化引起的光量的变化相一致，所以可以使投影图像的色平衡更稳定。
[0019][4]在本发明的投影机中，优选地，前述激励光是紫外光；前述第I色光是红色光；前述第2色光是绿色光；前述第3色光是蓝色光。
[0020]通过这样构成，可以使用射出紫外光的第I固体光源，使包含红色光和绿色光的光从第I固体光源装置射出。
[0021]此外，由于使用与在射出绿色光的固体光源装置中使用的固体光源相比发光效率高的第I固体光源(射出紫外光)而生成绿色光，所以与使用射出绿色光的固体光源装置相比，可以使发光效率变高。
[0022]此外，由于有效地变换紫外光的荧光体的种类多，所以扩大了选择荧光层中的荧光体的范围。
[0023][5]在本发明的投影机中，优选地，前述荧光层包括含有YAG类荧光体、硅酸盐类荧光体或TAG类荧光体的层。
[0024]由于上述的荧光体可以将激励光高效率地变换为包含红色光以及绿色光的光并射出，此外，荧光体自身的可靠性也高，所以通过这样构成，可以使投影图像更明亮，此外，可以成为可靠性高的投影机。
[0025]此外，所谓YAG类荧光体，指例如如(Y，Gd)3(Al，Ga)5012:Ce那样，晶体结构是石榴石结构、以钇与铝的复合氧化物为基本原料的荧光体。
[0026]此外，所谓硅酸盐类荧光体，指例如如(Ca，Sr, Ba) S14=Eu那样，以引入了各种成分的硅酸盐为基本原料的荧光体。
[0027]此外，所谓TAG类荧光体，指例如如Tb3Al5012:Ce那样，晶体结构是石榴石结构、以铽与铝的复合氧化物为基本原料的荧光体。
[0028][6]在本发明的投影机中，优选地，具有从来自前述第I固体光源装置的光中除去黄色光的功能。
[0029]通过成为这样的结构，可以从来自第I固体光源装置的光中除去黄色光，其结果，可以防止因黄色光引起的色再现性的劣化。
[0030]此外，在本发明的投影机中，也可以不具有从来自第I固体光源装置的光中除去黄色光的功能。在此情况下，可以积极地利用来自第I固体光源装置的光中可能包含的黄色光，可以投影更明亮的投影图像。
[0031][7]在本发明的投影机中，优选地，具有从来自前述第I固体光源装置的光中除去前述激励光的功能。
[0032]在本发明的投影机中，由于从第I固体光源装置射出的激励光的一部分会原样通过荧光层，所以存在会因之而产生色再现性的劣化和/或光调制装置的劣化的情况。
[0033]但是，通过成为上述那样的结构，可以从来自第I固体光源装置的光中除去激励光，其结果，可以防止因激励光引起的色再现性的劣化和/或光调制装置的劣化。
[0034][8]在本发明的投影机中，优选地，还具备:激励光反射光学系统，其分离从前述荧光层射出的光与由前述荧光层未进行变换而原样射出的激励光，使前述原样射出的激励光朝向前述荧光层返回。
[0035]在本发明的投影机中，由于从第I固体光源装置射出的激励光的一部分会原样通过荧光层，所以存在因之而光利用效率降低、产生色再现性的劣化和/或光调制装置的劣化的情况。
[0036]但是，通过成为上述那样的结构，可以通过使原样通过了荧光层的激励光再次入射到荧光层而再利用激励光来使光利用效率提高，而且，可以使投影图像更明亮。此外，通过成为上述那样的结构，可以从来自第I固体光源装置的光中除去激励光，其结果，可以防止因激励光引起的色再现性的劣化和/或光调制装置的劣化。
[0037][9]在本发明的投影机中，优选地，还具备:准直光学系统，其将从前述第I固体光源装置射出的光平行化；其中，前述激励光反射光学系统，位于前述准直光学系统的后级 。
[0038]根据成为这样的结构，由于原样通过荧光层且由准直光学系统形成为了平行光的激励光，由激励光反射光学系统以平行光原样反射，之后由准直光学系统进行会聚，高效率地入射到荧光层的发光区域，所以能够抑制因进一步具备激励光反射光学系统而使发光区域扩大的情况。
[0039][10]在本发明的投影机中，优选地，还具备:反射型偏振板，其使从前述第I固体光源装置射出的光中所包含的偏振分量之中的一种偏振分量原样通过，并且使其他的偏振分量朝向前述荧光层反射。
[0040]在投影机的光调制装置是使用液晶光调制装置的光调制装置的情况下，一般，将光中所包含的偏振分量之中的仅一种偏振分量用于调制，而不将其他的偏振分量用于调制。因此，作为投影机的光源，在使用射出包含一种偏振分量以及其他的偏振分量双方的光的光源的情况下，需要利用入射侧偏振板除去其他的偏振分量，从而会因之使光利用效率降低。
[0041]相对于此，通过成为上述那样的结构，通过使其他的偏振分量再次返回到荧光层并且使其他的偏振分量在荧光层的表面反射，可以将其他的偏振分量的一部分变换为一种偏振分量并进行再利用来使光利用效率提高，而且可以使投影图像更明亮。
[0042][11]在本发明的投影机中，优选地，还具备:准直光学系统，其将从前述第I固体光源装置射出的光平行化；其中，前述反射型偏振板，位于前述准直光学系统的后级。
[0043]通过成为这样的结构，由于由准直光学系统形成为了平行光的其他的偏振分量，由反射型偏振板以平行光原样反射，之后由准直光学系统进行会聚，高效率地入射到荧光层的发光区域，所以能够抑制因进一步具备反射型偏振板而使发光区域扩大的情况。
[0044][12]在本发明的投影机中，优选地，还具备:反射型偏振板，其使从前述第I固体光源装置射出的光中所包含的偏振分量之中的一种偏振分量原样通过，并且使其他的偏振分量朝向前述荧光层反射；其中，前述反射型偏振板，配置于前述激励光反射光学系统的后级。
[0045]如果将反射型偏振板配置于激励光反射光学系统的前级，则由激励光反射光学系统反射的激励光的一部分由反射型偏振板吸收，从而存在光利用效率的提高变得困难的情况。
[0046]但是，通过上述那样构成，由于由激励光反射光学系统反射的激励光的一部分不会由反射型偏振板吸收，所以可以使光的利用效率提高。
【附图说明】
[0047]图1是表示实施方式I的投影机1000的光学系统的俯视图。
[0048]图2是为了说明实施方式I的投影机1000中的第I固体光源装置20以及第2固体光源装置120而示出的图。
[0049]图3是表示实施方式I的投影机1000中的第I固体光源24、荧光层26以及第2固体光源124的相对发光强度的曲线图。
[0050]图4是表示实施方式2的投影机1002的光学系统的俯视图。
[0051]图5是表示实施方式3的投影机1004的光学系统的俯视图。
[0052]图6是表示实施方式4的投影机1006的光学系统的俯视图。
[0053]图7是表示实施方式5的投影机1008的光学系统的俯视图。
[0054]图8是表示变形例的投影机1010的光学系统的俯视图。
[0055]符号说明
[0056]10、12、14、16、18…第I照明装置，20…第I固体光源装置，22、122...基台，24...第I固体光源，26...荧光层，28、128...密封部件，30、130...准直光学系统，32、132...凸弯月形透镜，34、42、46、134、142、146…凸透镜，40、140…棒形积分器光学系统，44、144…棒透镜，50…激励光反射镜，52、322、332、342…反射型偏振板，54、310、320、330…分色镜，56、340、350…反射镜，60、160...透镜积分器光学系统，62、162...第I透镜阵列，64、164...第2透镜阵列，66、166...重叠透镜，110、112...第2照明装置，120...第2固体光源装置，124...第2固体光源，300、302、304…色分离导光光学系统，400R、400G、400B、402R、402G、402B…液晶光调制装置，500…十字分色棱镜，600…投影光学系统，1000、1002、1004、1006、1008、1010…投影机，SCR…屏幕。
【具体实施方式】
[0057]以下，基于图示的实施方式说明本发明的投影机。
[0058][实施方式I]
[0059]首先，对实施方式I的投影机1000的结构进行说明。
[0060]图1是表示实施方式I的投影机1000的光学系统的俯视图。
[0061]图2是为了说明实施方式I的投影机1000中的第I固体光源装置20以及第2固体光源装置120而示出的图。图2 (a)是第I固体光源装置20的剖面图，图2(b)是第2固体光源装置120的剖面图。
[0062]图3是表示实施方式I的投影机1000中的第I固体光源24、荧光层26以及第2固体光源124的相对发光强度的曲线图。图3(a)是表示第I固体光源24的相对发光强度的曲线图，图3 (b)是表示荧光层26的相对发光强度的曲线图，图3 (c)是表示第2固体光源124的相对发光强度的曲线图。所谓相对发光强度，如果是固体光源，则指在施加了电压时、以多大的强度射出怎样的波长的光的特性，如果是荧光层，则指在激励光入射时、以多大的强度射出怎样的波长的光的特性。曲线图的纵轴表示相对发光强度，将发光强度最强的波长的发光强度设为I。曲线图的纵轴表示波长。
[0063]实施方式I的投影机1000，如图1所示，具备:第I照明装置10，第2照明装置110，色分离导光光学系统300，作为光调制装置的3个液晶光调制装置400R、400G、400B，十字分色棱镜500，投影光学系统600。
[0064]第I照明装置10具备第I固体光源装置20、准直光学系统30和棒形积分器光学系统40。
[0065]第I固体光源装置20，如图2(a)所示，是具有基台22、第I固体光源24、荧光层26以及密封部件28的发光二极管，其射出包含红色光、黄色光以及绿色光的光(参照后面描述的图3(b))。而且，第I固体光源装置20除了上述的构成要素之外还具有导线等，但对其省略了图示以及说明。
[0066]基台22是搭载第I固体光源24的基台。
[0067]第I固体光源24射出蓝色光(发光强度的峰值:约460nm，参照图3(a))作为激励光。在图3(a)中，由符号B表不的是第I固体光源24作为激励光(蓝色光)而射出的色光分量。第I固体光源24以氮化镓为主成分，具有pn结型的结构。而且，第I固体光源24也可以不具有pn结型的结构，而也可以具有双异质结型、量子阱结型等结构。
[0068]在第I固体光源24与基台22之间形成有反射层(未图示)，从第I固体光源24向基台22侧射出的蓝色光，由反射层向荧光层26侧反射。
[0069]荧光层26由含有本身为YAG类荧光体的(Y，GcD3(Al, Ga)5012:Ce的层构成，配置在第I固体光源24的被照明区域侧。荧光层26由波长约460nm的蓝色光最有效地激励，如图3 (b)所示，其将第I固体光源24所射出的蓝色光变换为包含红色光(发光强度的峰值:约610nm)、黄色光(发光强度的峰值:约580nm)以及绿色光(发光强度的峰值:约550nm)的光并射出。而且，在图3(b)中，由符号R表示的是荧光层26所射出的光中可以作为红色光利用的色光分量。此外，由符号G表示的是荧光层26所射出的光中可以作为绿色光利用的色光分量。此外，由符号Y表示的是荧光层26作为黄色光而射出的色光分量。
[0070]密封部件28由透明的环氧树脂构成，其对第I固体光源24以及荧光层26进行保护。
[0071]准直光学系统30如图1所示，具备抑制来自第I固体光源装置20的光的扩散的凸弯月形透镜32和将来自凸弯月形透镜32的光平行化的凸透镜34，作为整体，其具有将来自第I固体光源装置20的光平行化的功能。
[0072]棒形积分器光学系统40具备凸透镜42、棒透镜44及凸透镜46。
[0073]凸透镜42使来自准直光学系统30的平行光会聚并将其导光到棒透镜44的入射面。
[0074]棒透镜44是实心的柱状透镜，其对从入射面入射的光通过用内面进行多重反射而进行均匀化，并将面内光强度分布均匀化了的光从射出面射出。而且，作为棒透镜，也能够代替实心的柱状透镜而使用中空的柱状透镜。
[0075]凸透镜46将从棒透镜44的射出面射出的光大致平行化，并将该光导向到液晶光调制装置400R、400G的图像形成区域。
[0076]第2照明装置110具备第2固体光源装置120、准直光学系统130和棒形积分器光学系统140。
[0077]第2固体光源装置120如图2(b)所示，是具有基台122、第2固体光源 124以及密封部件28的发光二极管，其射出蓝色光(参照后面描述的图3(c))。而且，第2固体光源装置120除了上述的构成要素之外还具有导线等，但对其省略了图示以及说明。
[0078]第2固体光源124如图3(c)所示，作为色光其射出蓝色光(发光强度的峰值:约460nm)。在图3(c)中，由符号B表示的是第2固体光源124作为色光(蓝色光)而射出的色光分量。
[0079]由于基台122与基台22、第2固体光源124与第I固体光源24、密封部件128与密封部件28分别具有相同的结构，所以省略详细的说明。
[0080]第I固体光源24与第2固体光源124用相同的材料、相同的制造方法而制作，具有相同的结构。因此，第I固体光源24与第2固体光源124具有相同的温度特性，因温度的变化引起的光量的变化互相相等。
[0081]准直光学系统130如图1所示，具备抑制来自第2固体光源装置120的光的扩散的凸弯月形透镜132和将来自凸弯月形透镜132的光平行化的凸透镜134，作为整体，其具有将来自第2固体光源装置120的光平行化的功能。
[0082]棒形积分器光学系统140具备凸透镜142、棒透镜144及凸透镜146。
[0083]凸透镜142使来自准直光学系统130的平行光会聚并将其导光到棒透镜144的入射面。
[0084]棒透镜144是实心的柱状透镜，其对从入射面入射的光通过用内面进行多重反射而进行均匀化，并将面内光强度分布均匀化了的光从射出面射出。而且，作为棒透镜，也能够代替实心的柱状透镜而使用中空的柱状透镜。
[0085]凸透镜146将从棒透镜144的射出面射出的光大致平行化，并将该光导向到液晶光调制装置400B的图像形成区域。
[0086]色分离导光光学系统300具备配置在光路前段的分色镜310和配置在光路后段的分色镜320、330以及蓝色光用的反射镜340。色分离导光光学系统300具有将来自第I照明装置10的光分离为红色光以及绿色光并将红色光以及绿色光的各个色光导向到成为照明对象的液晶光调制装置400R、400G的功能以及将来自第2照明装置110的蓝色光导向到成为照明对象的液晶光调制装置400B的功能。
[0087]分色镜310、320、330是在基板上形成有使预定的波长区域的光反射而使其他的波长区域的光通过的波长选择透射膜的镜。
[0088]分色镜310是使绿色光分量以及蓝色光分量反射而使红色光分量以及黄色光分量通过的分色镜。
[0089]分色镜320是使红色光分量反射而使黄色光分量通过的分色镜。通过了分色镜320的黄色光分量被除去到系统外。即，投影机1000具有通过分色镜320除去黄色光的功能。而且，在图1中，由从分色镜320延伸的虚线箭头符号(参照符号Y)表示的是通过了分色镜320的黄色光。
[0090]分色镜330是使绿色光分量反射而使蓝色光分量通过的分色镜。通过了分色镜330的蓝色光分量被除去到系统外。即，投影机1000具有通过分色镜330除去激励光(蓝色光)的功能。而且，在图1中，由从分色镜330延伸的虚线箭头符号(参照符号B)表示的是通过了分色镜330的蓝色光。
[0091]通过了分色镜310的红色光由分色镜320反射，入射到红色光用的液晶光调制装置400R的图像形成区域。
[0092]由分色镜310反射的绿色光，进而由分色镜330反射，入射到绿色光用的液晶光调制装置400G的图像形成区域。
[0093]来自第2照明装置110的蓝色光，由反射镜340反射，入射到蓝色光用的液晶光调制装置400B的图像形成区域。
[0094]液晶光调制装置400R、400G、400B根据图像信息对入射的色光进行调制而形成彩色图像，成为第I照明装置10以及第2照明装置110的照明对象。而且，虽然省略了图示，但在分色镜320与液晶光调制装置400R之间，在分色镜330与液晶光调制装置400G之间以及在反射镜340与液晶光调制装置400B之间，配置有入射侧偏振板，在液晶光调制装置400R、400G、400B与十字分色棱镜500之间，分别配置有射出侧偏振板。利用这些入射侧偏振板、液晶光调制装置400R、400G、400B以及射出侧偏振板，进行入射的各色光的光调制。
[0095]液晶光调制装置400R、400G、400B是在一对透明的玻璃基板间密闭封入作为电光物质的液晶而成的透射型的液晶光调制装置，其例如以多晶硅TFT为开关元件，根据所提供的图像信号，对从入射侧偏振板射出的I种直线偏振光的偏振方向进行调制。
[0096]十字分色棱镜500是对从射出侧偏振板射出的按每一色光调制后的光学像进行合成而形成彩色图像的光学元件。该十字分色棱镜500成为使4块直角棱镜粘贴而成的俯视大致正方形状，在使直角棱镜彼此粘贴而成的大致X字状的界面，形成有电介质多层膜。在大致X字状的一个界面形成的电介质多层膜反射红色光，在另一个界面形成的电介质多层膜反射蓝色光。利用这些电介质多层膜，通过使红色光以及蓝色光弯折，与绿色光的行进方向一致，而合成3种色光。
[0097]从十字分色棱镜500射出的彩色图像由投影光学系统600进行放大投影，在屏幕SCR上形成图像。
[0098]接着，说明实施方式I的投影机1000的效果。
[0099]根据实施方式I的投影机1000，由于作为由液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)，使用第I固体光源装置20射出的2种色光(红色光以及绿色光)以及第2固体光源装置120射出的I种色光(蓝色光)，所以与具备I个固体光源装置的投影机的情况相比可以减轻施加在各个固体光源装置上的热的负荷，其结果，与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮。
[0100]此外，根据实施方式I的投影机1000，由于关于由液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)之中的2种色光(红色光以及绿色光)，使用同一固体光源(第I固体光源24)来生成，所以与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定。
[0101]其结果，实施方式I的投影机1000，成为与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮并且与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定的投影机。
[0102]此外，根据实施方式I的投影机1000，由于激励光是蓝色光，第I色光是红色光，第2色光是绿色光，第3色光是蓝色光，所以可以使用射出蓝色光的第I固体光源24，使包含红色光和绿色光的光从第I固体光源装置20射出。
[0103]此外，根据实施方式I的投影机1000，由于使用与在射出绿色光的固体光源装置中使用的固体光源相比发光效率高的第I固体光源24(射出蓝色光)而生成绿色光，所以与使用射出绿色光的固体光源装置相比可以提高发光效率。
[0104]此外，根据实施方式I的投影机1000，由于第I固体光源24与第2固体光源124具有相同的温度特性，所以关于全部的色光，可以使因温度的变化引起的光量的变化相一致，使投影图像的色平衡更稳定。
[0105]此外，根据实施方式I的投影机1000，由于荧光层26由含有作为YAG类荧光体的(Y，Gd)3(Al，Ga)5012:Ce的层构成，所以可以使投影图像更明亮，并且，可以成为可靠性高的投影机。
[0106]此外，根据实施方式I的投影机1000，由于具有利用分色镜320从来自第I固体光源装置20的光中除去黄色光的功能，所以可以从来自第I固体光源装置20的光中除去黄色光，其结果，可以防止因黄色光引起的色再现性的劣化。
[0107]此外，根据实施方式I的投影机1000，由于具有利用分色镜330从来自第I固体光源装置20的光中除去激励光(蓝色光)的功能，所以可以从来自第I固体光源装置20的光中除去激励光(蓝色光)，其结果，可以防止因激励光(蓝色光)引起的色再现性的劣化和/或光调制装置的劣化。
[0108][实施方式2]
[0109]图4是表示实施方式2的投影机1002的光学系统的俯视图。
[0110]实施方式2的投影机1002，基本上具有与实施方式I的投影机1000同样的结构，但是第I照明装置的结构以及色分离导光光学系统的结构与实施方式I的投影机1000的情况不同。
[0111]即，在实施方式2的投影机1002中，第I照明装置12如图4所示，进一步具备作为激励光反射光学系统的激励光反射镜50，该激励光反射光学系统位于准直光学系统30的后级，对从荧光层26射出的光(红色光、绿色光以及黄色光)与由荧光层26未进行变换而原样射出的激励光(蓝色光)进行分离，使原样射出的激励光(蓝色光)朝向荧光层26返回。此外，激励光反射镜50是在基板上形成有使蓝色光反射而使红色光、绿色光以及黄色光通过的波长选择透射膜的分色镜。此外，在图4中由从激励光反射镜50延伸的虚线箭头符号(参照符号B)表示的是由激励光反射镜50反射的蓝色光。 [0112]此外，与之相伴，由于在色分离导光光学系统302中不会入射激励光(蓝色光)，所以不需要具有除去激励光(蓝色光)的功能的分色镜330。因此，色分离导光光学系统302代之分色镜330而具备反射镜350。
[0113]这样，实施方式2的投影机1002成为以下这样的投影机:虽然第I照明装置的结构以及色分离导光光学系统的结构与实施方式I的投影机1000的情况不同，但是由于作为由液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)，使用第I固体光源装置20射出的2种色光(红色光以及绿色光)以及第2固体光源装置射出的I种色光(蓝色光)，此外关于由液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)之中的2种色光(红色光以及绿色光)，使用同一固体光源(第I固体光源24)来生成，所以与实施方式I的投影机1000的情况同样，与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮，并且与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定。
[0114]此外，根据实施方式2的投影机1002，由于进一步具备激励光反射镜50，所以可以通过使原样通过了荧光层26的激励光(蓝色光)再次入射到荧光层26而再利用激励光(蓝色光)来使光利用效率提高，而且可以使投影图像更明亮。此外，可以从来自第I固体光源装置20的光中除去激励光(蓝色光)，其结果，可以防止因激励光(蓝色光)引起的色再现性的劣化和/或光调制装置的劣化。
[0115]此外，根据实施方式2的投影机1002，由于激励光反射镜50位于准直光学系统30的后级，所以原样通过荧光层26且由准直光学系统30形成为了平行光的激励光(蓝色光)，由激励光反射镜50以平行光原样反射，之后由准直光学系统30进行会聚，高效率地入射到荧光层26的发光区域，因此能够抑制因进一步具备激励光反射镜50而使发光区域扩大的情况。
[0116]而且，实施方式2的投影机1002，由于在第I照明装置的结构以及色分离导光光学系统的结构以外的方面，具有与实施方式I的投影机1000同样的结构，所以一样具有实施方式I的投影机1000所具有的效果之中相应的效果。
[0117][实施方式3]
[0118]图5是表示实施方式3的投影机1004的光学系统的俯视图。
[0119]实施方式3的投影机1004，基本上具有与实施方式2的投影机1002同样的结构，但是第I照明装置的结构与实施方式2的投影机1002的情况不同。
[0120]S卩，在实施方式3的投影机1004中，第I照明装置14如图5所示，进一步具备反射型偏振板52，该反射型偏振板52位于准直光学系统30的后级，使从第I固体光源装置20射出的光中所包含的偏振分量之中的一种偏振分量(例如s偏振分量)原样通过，并且使其他的偏振分量(例如P偏振分量)朝向荧光层26反射。反射型偏振板52是具有以特定的间距配置为格子状的极细的金属线的线栅偏振板。而且，作为反射型偏振板，也能够代替线栅偏振板，而使用在基板上形成有电介质多层膜的偏振分束器(PBS)。在图5中由从反射型偏振板52延伸的实线箭头符号(参照符号R(p)、G(p)、Y(p))表示的是由反射型偏振板52反射的其他的偏振分量。
[0121]这样，实施方式3的投影机1004成为以下这样的投影机:虽然第I照明装置的结构与实施方式2的投影机1002的情况不同，但是由于作为由液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)，使用第I固体光源装置20射出的2种色光(红色光以及绿色光)以及第2固体光源装置射出的I种色光(蓝色光)，此外关于由液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)之中的2种色光(红色光以及绿色光)，使用同一固体光源(第I固体光源24)来生成，所以与实施方式2的投影机1002的情况同样，与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮，并且与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定。
[0122]此外，根据实施方式3的投影机1004，由于进一步具备反射型偏振板52，所以通过使其他的偏振分量再次返回到荧光层26并且使其他的偏振分量在荧光层26的表面反射，可以将其他的偏振分量的一部分变换为一种偏振分量而进行再利用，来使光利用效率提高，而且可以使投影图像更明亮。
[0123]此外，根据实施方式3的投影机1004，由于反射型偏振板52位于准直光学系统30的后级，所以由准直光学系统30形成为了平行光的其他的偏振分量，由反射型偏振板52以平行光原样反射，之后由准直光学系统30进行会聚，高效率地入射到荧光层26的发光区域，因此能够抑制因进一步具备反射型偏振板52而使发光区域扩大的情况。
[0124]此外，根据实施方式3的投影机1004，由于反射型偏振板52配置于激励光反射镜50的后级，所以由激励光反射镜50反射的激励光的一部分不会由反射型偏振板52所吸收，因此可以使光的利用效率提高。
[0125]而且，实施方式3的投影机1004，由于在第I照明装置的结构以外的方面，具有与实施方式2的投影机1002同样的结构，所以一样具有实施方式2的投影机1002所具有的效果之中相应的效果。
[0126][实施方式4]
[0127]图6是表示实施方式4的投影机1006的光学系统的俯视图。
[0128]实施方式4的投影机1006，基本上具有与实施方式2的投影机1002同样的结构，但是光调制装置的结构以及色分离导光光学系统的结构与实施方式2的投影机1002的情况不同。
[0129]S卩，在实施方式4的投影机1006中，光调制装置如图6所示，包括反射型的液晶光调制装置402R、402G、402B。此外，色分离导光光学系统由色分离导光光学系统304构成，该色分离导光光学系统304具备反射绿色光分量而使其他的色光分量通过的分色镜310、使一种偏振分量(例如s偏振分量)原样通过而使其他的偏振分量(P偏振分量)反射的反射型偏振板322、332、342。反射型偏振板322具有作为反射黄色光分量而使红色光分量通过的分色镜的功能。反射型偏振板322例如是在基板的一个面具有以特定的间距配置为格子状的极细的金属线作为线栅偏振板、在基板的另一个面具有波长选择透射膜作为分色镜的光学元件。即，投影机1006具有通过反射型偏振板322除去黄色光的功能。
[0130]液晶光调制装置402R、402G、402B与色分离导光光学系统304中的反射型偏振板322、332、342 —起，进行所入射的各色光的光调制。色分离导光光学系统304具有以下功能:将来自第I照明装置10的光分离为红色光以及绿色光并将红色光以及绿色光的各个色光导向到成为照明对象的液晶光调制装置402R、402G并将由液晶光调制装置402R、402G反射的光作为调制光导向到十字分色棱镜500的功能，以及将来自第2照明装置110的蓝色光导向到成为照明对象的液晶光调制装置402B并将由液晶光调制装置反射的光作为调制光导向到十字分色棱镜500的功能。
[0131]如上所述，实施方式4的投影机1006成为以下这样的投影机:虽然光调制装置的结构以及色分离导光光学系统的结构与实施方式2的投影机1002的情况不同，但是由于作为由液晶光调制装置402R、402G、402B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)，使用第I固体光源装置20射出的2种色光(红色光以及绿色光)以及第2固体光源装置射出的I种色光(蓝色光)，此外关于由液晶光调制装置402R、402G、402B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)之中的2种色光(红色光以及绿色光)，使用同一固体光源(第I固体光源24)来生成，所以与实施方式2的投影机1002的情况同样，与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮，并且与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定。
[0132]此外，实施方式4的投影机1006，由于在光调制装置的结构以及色分离导光光学系统的结构以外的方面，具有与实施方式2的投影机1002同样的结构，所以一样具有与实施方式2的投影机1002所具有的效果同样的效果。
[0133][实施方式5]
[0134]图7是表示实施方式5的投影机1008的光学系统的俯视图。
[0135]实施方式5的投影机1008，基本上具有与实施方式I的投影机1000同样的结构，但是第I照明装置的结构以及第2照明装置的结构与实施方式I的投影机1000的情况不同。
[0136]S卩，在实施方式5的投影机1008中，如图7所示，第I照明装置16代之棒形积分器光学系统40而具备透镜积分器光学系统60，此外，第2照明装置112代之棒形积分器光学系统140而具备透镜积分器光学系统160。透镜积分器光学系统60具备第I透镜阵列62、第2透镜阵列64以及重叠透镜66。透镜积分器光学系统160具备第I透镜阵列162、第2透镜阵列164以及重叠透镜166。
[0137]这样，实 施方式5的投影机1008成为以下这样的投影机:虽然第I照明装置的结构以及第2照明装置的结构与实施方式I的投影机1000的情况不同，但是由于作为由液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)，使用第I固体光源装置20射出的2种色光(红色光以及绿色光)以及第2固体光源装置射出的I种色光(蓝色光)，此外关于由液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3种色光(红色光、绿色光以及蓝色光)之中的2种色光(红色光以及绿色光)，使用同一固体光源(第I固体光源24)来生成，所以与实施方式I的投影机1000的情况同样，与具备I个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像更明亮，并且与具备3个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像的色平衡更稳定。
[0138]此外，实施方式5的投影机1008，由于在第I照明装置的结构以及第2照明装置的结构以外的方面，具有与实施方式I的投影机1000同样的结构，所以一样具有实施方式I的投影机1000所具有的效果同样的效果。
[0139]以上，虽然基于上述的实施方式对本发明进行了说明，但是本发明并不限定于上述的实施方式。在不脱离其主旨的范围中可以在各种方式下实施，例如，也可以进行以下这样的变形。
[0140](I)在上述各实施方式中，荧光层26由含有(Y，Gd)3(Al，Ga)5012:Ce的层构成，但是本发明并不限于此。例如，荧光层，既可以由含有(Y，Gd)3(Al, Ga)5012:Ce以外的YAG类荧光体的层构成，也可以由含有硅酸盐类荧光体的层构成，也可以由含有TAG类荧光体的层构成。此外，荧光层也可以由含有将激励光变换为红色光的荧光体与将激励光变换为绿色光的荧光体的混合物的层构成。
[0141](2)在上述各实施方式中，使用了液晶光调制装置作为投影机的光调制装置，但是本发明并不限于此。作为光调制装置，一般地，只要是根据图像信息对入射光进行调制的装置即可，也可以使用微镜型光调制装置等。作为微镜型光调制装置，例如，能够使用DMD(数字微镜器件)(TI公司的商标)。
[0142](3)在上述各实施方式中，第I固体光源装置20以及第2固体光源装置120由发光二极管构成，但是本发明并不限于此。第I固体光源装置20以及第2固体光源装置120例如既可以由半导体激光器构成，也可以由有机发光二极管构成。
[0143](4)在上述各实施方式中，激励光是蓝色光，但是本发明并不限于此。激励光也可以是紫外光。通过这样构成，也可以从第I照明装置射出包含红色光和绿色光的光，此外，与使用射出绿色光的固体光源装置相比可以使发光效率提高，进而扩大了选择荧光层的荧光体的范围。
[0144](5)在上述各实施方式中，在激励光是紫外光的情况下，既可以第I色光是绿色光，第2色光是蓝色光，第3色光是红色光，也可以第I色光是红色光，第2色光是蓝色光，第3色光是绿色光。
[0145](6)在上述实施方式I?3、5中，投影机具有除去来自第I固体光源装置20的黄色光的功能，但是本发明并不限于此。例如，投影机也可以不具有除去黄色光的功能。在此情况下，可以积极地利用来自第I照明装置的光中所包含的黄色光，可以投影更明亮的投影图像。此外，在不除去黄色光的情况下，通过使用与红色光和/或绿色光不同的光调制装置对黄色光进行调制，除了上述的效果之外，还可得到以下效果:可以投影色再现性更优异的投影图像。
[0146](7)在上述实施方式3中，第I照明装置14具备激励光反射镜50和反射型偏振板52双方，但是本发明并不限于此。例如也可以不具备激励光反射镜。
[0147](8)在上述各实施方式中，投影机也可以进一步具备偏振变换装置。所谓偏振变换装置，是将包含一种偏振分量和其他偏振分量双方的光变换为偏振方向一致了的大致I种直线偏振光的偏振变换7Π件。
[0148](9)在上述各实施方式中，准直光学系统30、130具备凸弯月形透镜32、132和凸透镜34、134两块透镜，但是本发明并不限于此。例如，准直光学系统既可以仅具备I块透镜，也可以具备3块以上的透镜。
[0149](10)在上述各实施方式中的投影机的光路中使用的各透镜的形状，并不限于上述各实施方式中所记载的形状。根据需要，能够使用各种形状的透镜。
[0150](11)在上述各实施方式中，例示使用了 3个液晶光调制装置的投影机而进行了说明，但是本发明并不限于此。也可以应用于使用了 I个、2个或4个以上的液晶光调制装置的投影机。
[0151](12)本发明对于应用于从观察投影图像的一侧进行投影的正面投影型投影机的情况、应用于从与观察投影图像的一侧相反的一侧进行投影的背投影型投影机的情况都是可以的。
[0152](13)在上述实施方式2以及3中，使用了激励光反射镜50作为激励光反射光学系统，但是本发明并不限于此。图8是表示变形例的投影机1010的光学系统的俯视图。如图8所示，作为激励光反射光学系统，也可以使用包括以下部件的激励光反射光学系统:分离从荧光层26射出的光(红色光、绿色光以及黄色光)与由荧光层未进行变换而原样射出的激励光(蓝色光)的分色镜54，使来自分色镜54的激励光(蓝色光)朝向荧光层26反射的反射镜56。通过这样构成，也与实施方式2以及3的情况同样，可以使投影图像更明亮，此外，可以防止因激励光引起的色再现性的劣化和/或光调制装置的劣化。
【主权项】
1.一种投影机，其特征在于，具备: 第I固体光源装置，其具备射出激励光的第I固体光源和荧光层，该荧光层将从前述第I固体光源射出的前述激励光变换为包含第I色光以及与前述第I色光不同的第2色光的光并射出； 第2固体光源装置，其具备射出与前述第I色光以及前述第2色光的任一种都不同的第3色光的第2固体光源； 光调制装置，其根据图像信息对前述第I色光、前述第2色光以及前述第3色光进行调制；以及 投影光学系统，其将来自前述光调制装置的调制光作为投影图像进行投影。2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于: 前述激励光是蓝色光； 前述第I色光是红色光； 前述第2色光是绿色光； 前述第3色光是蓝色光。3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于: 前述第I固体光源与前述第2固体光源具有相同的温度特性。4.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于: 前述激励光是紫外光； 前述第I色光是红色光； 前述第2色光是绿色光； 前述第3色光是蓝色光。5.根据权利要求2?4中的任意一项所述的投影机，其特征在于: 前述荧光层包括含有YAG类荧光体、硅酸盐类荧光体或TAG类荧光体的层。6.根据权利要求1?5中的任意一项所述的投影机，其特征在于: 具有从来自前述第I固体光源装置的光中除去黄色光的功能。7.根据权利要求1?6中的任意一项所述的投影机，其特征在于: 具有从来自前述第I固体光源装置的光中除去前述激励光的功能。8.根据权利要求1?7中的任意一项所述的投影机，其特征在于，还具备: 激励光反射光学系统，其分离从前述荧光层射出的光与由前述荧光层未进行变换而原样射出的激励光，使前述原样射出的激励光朝向前述荧光层返回。9.根据权利要求8所述的投影机，其特征在于，还具备: 准直光学系统，其将从前述第I固体光源装置射出的光平行化； 其中，前述激励光反射光学系统，位于前述准直光学系统的后级。10.根据权利要求1?9中的任意一项所述的投影机，其特征在于，还具备: 反射型偏振板，其使从前述第I固体光源装置射出的光中所包含的偏振分量之中的一种偏振分量原样通过，并且使其他的偏振分量朝向前述荧光层反射。11.根据权利要求10所述的投影机，其特征在于，还具备: 准直光学系统，其将从前述第I固体光源装置射出的光平行化； 其中，前述反射型偏振板，位于前述准直光学系统的后级。12.根据权利要求8或9所述的投影机，其特征在于，还具备: 反射型偏振板，其使从前述第I固体光源装置射出的光中所包含的偏振分量之中的一种偏振分量原样通过，并且使其他的偏振分量朝向前述荧光层反射； 其中，前述反射型偏振板，配置于前述激励光反射光学系统的后级。
【专利摘要】本发明提供可以使投影图像明亮并且可以使投影图像的色平衡稳定的投影机。投影机(1000)具备：第1固体光源装置(20)，其具备射出激励光的第1固体光源和将从第1固体光源射出的激励光变换为包含红色光以及绿色光的光并射出的荧光层；第2固体光源装置(120)，其具备射出蓝色光的第2固体光源；光调制装置400R、400G、400B，其根据图像信息对各色光进行调制；以及投影光学系统，其将来自各光调制装置的调制光作为投影图像进行投影。
【IPC分类】G03B21/20
【公开号】CN104880902
【申请号】CN201510284175
【发明人】宫前章
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2010年8月20日
【公告号】CN101995748A, US8602562, US20110043761