專利名稱：光源組件和投影儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有熒光板的光源組件，與具有該光源組件的投影儀。
背景技術：
當今，多采用作為圖像投影裝置的數據投影儀，其將個人計算機的畫面及視頻圖像、以及基于在存儲卡等中存儲的圖像數據的圖像等投影于屏幕上。該投影儀將從光源射出的光線束聚光于DMD (數字微鏡器件)或液晶板等的顯示元件上，將來自顯示元件的射出光經由投影側光學系統而投影于屏幕上，由此，投影圖像。在這樣的投影儀中，在過去，以高亮度的放電燈作為光源的方式成為主流，但是， 近年，關于采用發光二極管(LED)、激光發光器、有機EL、或熒光體等作為光源裝置的發光元件的開發及提案較多。比如，在日本專利第3415403號文獻中，提出了將射出紅色、綠色和藍色波段光的3種激光光源用作投影儀光源的提案。另外，在日本特開2004-341105號公報中，提出了下述的光源裝置，該光源裝置由激勵光源與沿周向敷設有熒光體層的作為旋轉熒光板的熒光輪構成，該激勵光源射出紫外光，該熒光體層接收來自該激勵光源的射出光，分別射出紅色、綠色和藍色波段光。在上述日本專利第3415403號的光源裝置中，具有下述的問題，即，由于具有3種激光光源，因此分別需要驅動電路，難以組裝于近年小型化和薄型化的投影儀中。另外，還具有下述的問題，即，在這樣的具有3種激光光源的投影儀中，為了實現高亮度，需要提高各激光光源的輸出，在提高輸出的情況下，由于各激光光源的發熱量也上升，因此需要使冷卻機構大型化，難以組裝于小型化和薄型化的投影儀中。另外，為了謀求高亮度，還可以考慮使激光光源大型化，但是，在使激光光源大型化的情況下，難以組裝于小型化和薄型化的投影儀中，并且，還具有下述的問題，即，由于發光面積擴大，因此光源側光學系統的聚光量 (etendue)和投影側光學系統的聚光量之間的差變大，光源光的利用效率降低。另一方面，在上述日本特開第2004-341105號公報的光源裝置中，通過提高激勵光源的輸出，能夠將光源側光學系統的聚光量和投影側光學系統的聚光量的差抑制得較小而實現高亮度。但是，在從熒光輪的正面對熒光輪的平面垂直地照射激勵光的情況下，具有下述的問題，即，射入熒光體層的光的一部分在熒光體層中透射，由熒光輪的反射面反射， 不以該狀態激勵熒光體而從激勵光的入射面射出到激勵光源側，激勵光的利用效率降低。 此外，由于熒光體發出的光全方位地射出，因此還具有下述的問題，即，熒光的一部分在熒光體層內衰減等而造成浪費，熒光的利用效率降低。
發明內容
本發明針對這樣的現有技術問題而提出，目的在于提供一種光源組件與具有該光源組件而能夠實現高亮度的圖像投影的投影儀，在該光源組件中，具有熒光板及向該熒光板照射激勵光的光源，該熒光板中，在反射面上敷設熒光體層，該熒光體層的激勵光的入射面形成為具有凹凸的形狀，由此，能夠提高激勵光和熒光的利用效率。
本發明的光源組件的特征在于，具備熒光板，具有被激勵光射入而發出規定波段光的熒光體層，從上述熒光體層的激勵光入射面射出熒光；以及激勵光源，向該熒光板照射上述激勵光；上述熒光體層的上述激勵光入射面具有形成有多個凹凸的表面結構。另外，本發明的投影儀的特征在于，具備上述光源組件；顯示元件；光源側光學系統，將來自上述光源組件的射出光向上述顯示元件射出；投影側光學系統，將由上述顯示元件生成的投影光朝向屏幕而射出；以及投影儀控制機構，進行上述光源組件、顯示元件的控制。根據本發明，提供一種光源組件與具備該光源組件而能夠實現高亮度的圖像投影的投影儀，上述光源組件具備熒光板以及對該熒光板照射激勵光的光源，上述熒光板在反射面上敷設熒光體層，使該熒光體層的激勵光入射面形成為具有凹凸的形狀，由此，能夠提高激勵光和熒光的利用效率。
通過下述的詳細說明和附圖，會更加充分地理解本發明，它們專門用于說明，并不構成對本發明的范圍的限定。其中，圖1為本發明的實施例的熒光板的正面示意圖；圖2為表示上述熒光板的熒光體層的表面結構的示意圖；圖3為表示相對于形成上述表面結構的正四棱錐的平面所成的升角與從正面側對熒光體層照射激勵光的情況下的激勵光的束縛率、再射出率、反射損失率之間的關系的圖表；圖4為表示相對于形成上述表面結構的正四棱錐的平面所成的升角與熒光體發出的熒光的取出效率之間的關系的圖表；圖5為表示相對于形成上述表面結構的正四棱錐的平面所成的升角與熒光板的發光效率之間的關系的圖表；圖6為表示上述熒光板的熒光體層的另一表面結構的示意圖；圖7為表示上述熒光板的熒光體層的另一不同表面結構的示意圖；圖8為表示本發明的實施例的投影儀的外觀立體圖；圖9為上述投影儀的功能電路框圖；圖10為表示上述投影儀的內部結構的平面示意圖；圖11為表示本發明的另一實施例的投影儀的內部結構的平面示意圖；圖12為表示本發明的另一不同實施例的投影儀的內部結構的平面示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖，對用于實施本發明的優選方式進行說明。但是，在下述的實施方式中，為了實施本發明，進行了技術上的優選的各種限定，但發明范圍并不限于下述的實施方式和圖示例。下面根據附圖，對本發明的實施例進行詳細說明。圖1為本實施例的熒光板的正面示意圖，圖2為表示上述熒光板的熒光體層的表面結構的示意圖。本實施例的熒光板400 如圖1所示，為圓板狀的基材，其中，沿周向并設有紅色熒光發光區域411、綠色熒光發光區域413與擴散透射區域415，該紅色熒光發光區域411以來自激勵光源的射出光作為激勵光而射出紅色波段的熒光，該綠色熒光發光區域413以來自激勵光源的射出光作為激勵光而射出綠色波段的熒光，該擴散透射區域415使來自激勵光源的射出光進行擴散透射。熒光板400中的紅色熒光發光區域411和綠色熒光發光區域413的表面通過銀蒸鍍等而形成反射面。另外，在該反射面的表面，通過濺射而形成氟化鎂等透明保護膜。在該透明保護膜上，按照規定寬度而敷設有圓弧狀的熒光體層421 (紅色熒光體層421R和綠色熒光體層421G)。另外，熒光體層421由耐熱性高且透明度高的硅樹脂等粘接劑(binder)、 與均勻地分散于該粘接劑中的熒光體形成。另外，在熒光板400的擴散透射區域415中，按照規定寬度而形成圓弧狀的開口，在該開口處設置有擴散透射板417。在過去的熒光板中，例如，若熒光體層表面為平坦的形狀，則具有下述的問題，即， 在射入熒光體層中的激勵光中，不激勵熒光體層而在熒光板的反射面及熒光體的表面發生反射、以該狀態而射出到外部的光量多，激勵光的利用效率低。另外，還具有下述的問題， 即，在從熒光體射出的光線束中，在熒光體層內反復進行反射、無法從激勵光的入射面取出而發生衰減的光量也多，熒光的利用效率低。于是，為了增加熒光板的輸出，有必要提高激勵光、熒光的利用效率。于是，本實施例的熒光體層421如圖2所示，具有在激勵光的入射面形成多個凹凸而得的表面結構。該表面結構形成為下述的形狀，即，多個正四棱錐431排列為陣列狀且相鄰的正四棱錐431的底部的外周相接。另外，該正四棱錐431形成為，相對于基材的升角 (rising angle) θ在30度以上。此外，該正四棱錐431的底部的外周的一條邊的長度為 10 100 μ m的范圍。設為這樣的長度范圍的目的在于熒光板400的熒光體層421的寬度一般在2 5mm左右，因此能夠在該熒光體層421的寬度中排列幾十 幾百的正四棱錐 431的形狀。另外，通過在將熒光體層421敷設于熒光板400時按壓模具而形成這樣的表面結構。這樣，熒光體層421的激勵光入射面形成為由多個正四棱錐431排列而成的形狀的情況下，照射到熒光體層421的光線束在熒光體層421的表面處折射而射入熒光體層421 的內部。此時，由于熒光體層421的表面結構形成為在激勵光入射面上排列有正四棱錐431 而成的形狀，因此即使激勵光向熒光體層421照射的角度相同，根據正四棱錐431被照射的位置，激勵光的折射方向也會發生變化，在熒光體層421內激勵光向各方向擴散。由此，由于激勵光遍及熒光體層421內的較寬范圍，因此照射到熒光體層421內的熒光體上的激勵光增加，能夠提高激勵光的利用效率。另外，接受激勵光而由熒光體發出的熒光向全方位射出，但由于激勵光入射面具有各種角度，因此，例如，在激勵光入射面被一次反射并照射到熒光板400的反射面上的光線束，在接著照射到激勵光入射面時照射到不同角度的激勵光入射面的概率高，最終還是從激勵光入射面射出到外部，因此，能夠減少在熒光體層421內衰減而消滅的熒光。于是，能夠提高熒光的利用效率。下面，采用表示通過光線追跡法而模擬出的結果的圖表，對在熒光體層421的激勵光入射面處形成細微凹凸而帶來的效果進行說明。圖3為表示正四棱錐431的升角 θ、與從正面側將激勵光照射到熒光板400的熒光體層421的情況下的激勵光的束縛率 (confinement rate)、再射出率(re-outputrate)、反射損失率之間的關系的圖表。另外，圖 4為表示正四棱錐431的升角θ與熒光的取出效率之間的關系的圖表。另外，圖5為表示正四棱錐431的升角θ與熒光體的發光效率之間的關系的圖表。圖3的束縛率是指，在照射到熒光體層421的激勵光中、射入熒光體層421內并照射到熒光體而激勵了熒光體的激勵光的比例，即，相對于照射的全部激勵光而被有效利用的光的比例。再射出率是指，雖射入熒光體層421內、但被熒光體的表面及反射面等反射并以該狀態而再次射出到外部的激勵光的比例。反射損失率是指，雖向熒光體層421照射、但被熒光體層421的表面反射而沒有射入到熒光體層421中的激勵光的比例。另外，在圖3 中，橫軸表示升角θ，縱軸表示將向熒光體層421照射的全部激勵光設為1.00、相對于該全部激勵光的光的比例。即，對束縛率、再射出率和反射損失率全部進行加法運算，則為1. 00。如圖3所示，隨著升角θ的增加，束縛率和反射損失率變大，再射出率變小。另外，可知從升角θ超過30度的附近起，束縛率變得基本橫向持平。雖然反射損失率也隨著升角θ的增加而變大，但由于再射出率按照這以上的程度而變小，因此，可知，向熒光體層 421照射的激勵光的利用效率急劇提高，直到升角θ超過30度。圖4中的取出效率是指，在從熒光體射出的熒光中、作為有效光而從熒光體層421 的激勵光入射面向外部射出的熒光的比例。另外，在圖4中，橫軸表示升角θ，縱橫表示將在熒光體層421的激勵光入射面處未形成凹凸的狀態下的取出效率設為基準值即1. 00而成功取出的熒光的比例。如圖4所示，可知，在升角θ到30度附近之前取出效率急劇上升， 從大致超過30度附近起，取出效率變得基本橫向持平。即，可知，通過使升角θ在30度以上，能夠提高取出效率。圖5的發光效率是指，圖3所示的束縛率與圖4所示的取出效率的乘積。S卩，如果該發光效率提高，則射入熒光體層421內的激勵光的利用效率、和熒光的利用效率增加，能夠實現熒光的光量的增加。如圖5所示，在升角θ從0度到30度附近的期間，發光效率急劇上升，大致從超過30度起變得基本橫向持平。因此，可知，通過使升角θ在30度以上， 能夠大大增加熒光的光量，在圖5中可獲得約1. 5倍的光量。這樣，通過在熒光體層421的激勵光入射面處形成細微的凹凸形狀，能夠提高發光效率。特別是，通過使升角θ在30度以上，能夠提高發光效率。于是，如上述那樣，利用多個正四棱錐431而在熒光體層421的激勵光入射面處形成凹凸形狀，并使升角θ在30 度以上，由此，能夠提高激勵光和熒光的利用效率，實現光量的增加。下面，根據實驗，對采用上述熒光板400、與采用過去那樣的將熒光體層的表面做成平面形狀的熒光板這兩種情況下的發光強度的差進行描述。作為激勵光源，采用發光波長峰值為445nm、輸出為IOW的藍色半導體激光光源。在紅色熒光體中，在氮氣氛內，將作為原料的氮化鍶、氮化鈣、氮化鋁、氮化硅、氧化銪以 Sr Ca Al Si Eu = 0. 75 0. 25 1. 0 1. 0 0.015 的摩爾比進行混合，并在行星式球磨機(planetary ball mill)中進行混合。將混合后的原料放入氮化硼容器中，在9個大氣壓的氮氣氛中，以1900度烘燒4個小時。在綠色熒光體中，將作為原料的氧化釔、氧化鋁、氧化鎵、氧化鈰以 Y Al Ga Ce = 2. 98 3 2 0. 02的摩爾比進行混合。另外，作為促進晶體生長的助熔劑(flux)而將氟化鋇相對于熒光體原料以50摩爾％進行混合，將原料和乙醇放入聚乙烯容器中，以200rpm旋轉而混合5個小時。對混合的原料進行過濾、干燥，放入氧化鋁容器中，在4%氫還原氣氛中，以1500度烘燒4個小時。另外，為了去除助熔劑及其它雜質，在2種規定的硝酸溶液中攪拌1個小時之后，用純水清洗并進行干燥。對于熒光板，配備在進行了鏡面加工的銅圓盤上涂敷鈦、鉻，并真空蒸鍍銀而制成的板。綠色熒光體按照80重量％混合于硅樹脂中，紅色熒光體按照30重量％混合于硅樹脂中，在銅圓盤上涂敷厚度約為200 μ m的膜，然后，按壓與底部外周的1條邊的長度為50 μ m、 升角為45度的正四棱錐突起形狀相對應的模具，在150度下硬化4個小時。比較例為與上述熒光板相同的結構，不將模具按壓于熒光體層上，在150度的溫度下，對熒光體混合硅樹脂進行過熱4個小時，使其硬化。將這樣的熒光板400設置于激勵光源的光軸上，在通過馬達而進行高速旋轉的狀態下測定發光強度，結果，上述熒光板400的發光強度與比較例相比成為1. 1 1. 2倍的發光強度。于是，顯然，通過在熒光體層421的表面形成凹凸，能夠提高發光效率。另外，在上述實施例中，熒光體層421的激勵光入射面的表面結構形成為如下形狀，即，將多個正四棱錐431排列為陣列狀、并且使相鄰的正四棱錐431相接而得到的形狀， 但是并不限于此結構。例如，如圖6所示，也可采用下述形狀的結構，其中，升角θ在30度以上的多個球面體435在平面上均勻地排列。這樣，在代替正四棱錐431而采用球面體435 這樣的結構的情況下，也能夠提高激勵光和熒光的利用效率，能夠使光量增加。另外，優選為，球面體435的大小為，與圓形底部內接的方形的一條邊的長度為10 100 μ m的范圍。 即，優選為，球面體435的圓形底部的外周的全長(圓周)為44μπι 440μπι。另外，如圖7所示，也可為下述形狀的結構，其中，切斷球面體的一部分而使底面為六邊形的形狀、即在六棱柱的頂端面上形成球面而得到的大致球面體的結構體437被均勻地配置為，相鄰的大致球面體的結構體437在六棱柱部分的側面相接。另外，優選為，在通過這樣的結構體437而在激勵光入射面處形成凹凸形狀的情況下，使球面部分、切斷平面的升角θ在30度以上，底面的一條邊的長度為10 IOOym的范圍。另外，在具有將該大致球面體的結構體437排列而形成的表面結構的熒光體層421中，與圖6所示的將球面體435排列而形成的情況相比較，能夠消除熒光體層421的表面上的平面部分，由此，能夠進一步提高激勵光和熒光的利用效率。另外，也可以構成為切斷球面體的一部分而使底部為方形的形狀。該情況下，優選為，底部的方形的一條邊的長度為10 IOOym的范圍。此外，作為熒光體層421的激勵光入射面的表面結構，也可以采用在平面上均勻地排列升角θ在30度以上的多個非球面體而得到的結構。此外，非球面體是指，既不由球面也不由平面而是由曲面形成的形狀(例如，非球面透鏡的表面形狀)的結構體(例如，非球面透鏡)。這樣，在通過多個非球面體而形成熒光體層的表面結構的情況下，也能夠提高激勵光和熒光的利用效率，能夠增加光量。另外，還可以采用切斷非球面體的一部分而使底部為六邊形或方形而得到的形狀。該情況下，優選為，形成底部的方形或六邊形的一條邊的長度為10 IOOym的范圍。這樣，本實施例的熒光板400，具有將熒光體層421的激勵光入射面的表面結構作成在平面上排列多個突起體而得到的凹凸狀的特征，將截面積從底部到頂部減少的形狀的突起體在平面上以等間隔且至少相鄰的突起體的一部分相接的方式進行排列即可。突起體的頂部優選為尖的形狀。另外，無論采用何種突起體來形成凹凸形狀，使升角θ為30度以上都是適宜的。另外，對于突起體的底部的外周的全長，作成正三棱錐時使一條邊為ΙΟμπι 的情況下為最小，在內接一條邊為IOOym的正六邊形的圓的圓周的情況下為最大，優選為30μπι 630μπι。另外，通過具有這樣的熒光體層421的激勵光入射面的表面結構，能夠提高激勵光和熒光的利用效率。此外，本實施例的熒光板400，具有從熒光體層421的激勵光入射面側射出熒光的結構即可，并不限于圖1所示的將2種熒光發光區域411、413和擴散透射區域415沿周向并設的結構。下面以投影儀為例，對具有這樣的熒光板400的電子設備進行描述。圖8為投影儀10的外觀立體圖。另外，在本實施例中，投影儀10的左右表示相對于投影方向的左右方向，前后表示相對于投影儀10的屏幕側方向及光線束行進方向的前后方向。投影儀10如圖8所示，基本呈長方體形狀，具有在構成投影儀外殼的前方側板的正面面板12的側方覆蓋投影口的透鏡蓋19，并且該正面面板12設有多個吸氣孔18。另外， 具有接收來自遙控器的控制信號的Ir接收部，關于這一點在圖中未示出。還有，在外殼的上面面板11上設置鍵/指示器部37，該鍵/指示器部37配置有， 電源開關鍵或通報電源的開或關的電源指示器、切換投影的開或關的投影開關鍵、當光源組件、顯示元件或控制電路等過熱時進行通報的過熱指示器等鍵及指示器。另外，在外殼的背面，設有在背面面板上設置USB端子、圖像信號輸入用的D-SUB 端子、S端子、RCA端子等的輸入輸出連接器部以及電源適配器等的各種端子20。另外，在背面面板中形成有多個吸氣孔18。此外，在未圖示的作為外殼側板的右側面板、以及圖8所示的作為側板的左側面板15中，分別形成有多個排氣孔17。此外，在左側面板15的背面面板附近的角部，也形成有吸氣孔18。下面，利用圖9的功能框圖，對投影儀10的投影儀控制機構進行描述。投影儀控制機構由控制部38、輸入輸出接口 22、圖像變換部23、顯示編碼器對、顯示驅動部沈等構成。該控制部38進行投影儀10內的各電路的動作控制，由CPU、固定地存儲各種設置等的動作程序的ROM以及用作工作存儲器的RAM等構成。另外，通過該投影儀控制機構，從輸入輸出連接器部21輸入的各種規格的圖像信號經由輸入輸出接口 22、系統總線(SB)，由圖像變換部23以統一為適于顯示的規定格式的圖像信號的方式進行變換后，輸出給顯示編碼器對。此外，顯示編碼器M將輸入的圖像信號展開而存儲于視頻RAM25中，然后，根據該視頻RAM25的存儲內容，生成視頻信號，輸出給顯示驅動部沈。顯示驅動部沈用作顯示元件控制機構，與從顯示編碼器M輸出的圖像信號對應地按適當的幀速率(frame rate)來驅動作為空間光調制元件(SOM)的顯示元件51。另外， 在該投影儀10中，將從光源組件60射出的光線束照射到顯示元件51，由此，利用顯示元件51的反射光形成光像，經由后述的投影側光學系統，在未圖示的屏幕上投影顯示圖像。 另外，該投影側光學系統的可動透鏡組235通過透鏡馬達45進行變焦(zoom)調整、對焦 (focus)調整用的驅動。此外，圖像壓縮伸展部31進行如下記錄處理，即，將圖像信號的亮度信號與色差信號通過ADCT及霍夫曼(Huffman)編碼等處理進行數據壓縮，并依次寫入到作為可自由裝卸的記錄介質的存儲卡32中。另外，圖像壓縮伸展部31，在再現模式時讀出在存儲卡32中記錄的圖像數據，以1幀為單位使構成一系列動態圖像的各個圖像數據伸展，將該圖像數據經由圖像變換部23輸出給顯示編碼器M，根據在存儲卡32中存儲的圖像數據，進行可實現動態圖像等的顯示的處理。接著，由設置于外殼的上面面板11的主鍵及指示器等構成的鍵/指示器部37的操作信號被直接向控制部38送出，來自遙控器的鍵操作信號由Ir接收部35接收，由Ir處理部36解調后的代碼信號被輸出給控制部38。此外，控制部38經由系統總線(SB)與聲音處理部47連接。該聲音處理部47具備PCM音源等的音源電路，在投影模式和再現模式時，對聲音數據進行模擬化處理，驅動揚聲器48而進行擴音放音。此外，控制部38控制作為光源控制機構的光源控制電路41。該光源控制電路41 分別控制光源組件60的激勵光照射裝置、紅色光源裝置的發光，以使得圖像生成時所要求的規定波段的光源光從光源組件60射出。另外，控制部38使冷卻風扇驅動控制電路43通過在光源組件60等中設置的多個溫度傳感器來進行溫度檢測，根據該溫度檢測的結果，控制冷卻風扇的旋轉速度。另外，控制部38還進行如下等控制，即，使冷卻風扇驅動控制電路43通過定時器等而在投影儀主體的電源關閉之后仍使冷卻風扇持續旋轉，或者根據溫度傳感器的溫度檢測的結果，使投影儀主體的電源關閉。下面，對該投影儀10的內部結構進行描述。圖10為表示投影儀10的內部結構的平面示意圖。投影儀10如圖10所示，在右側面板14的附近具有控制電路基板Ml。該控制電路基板241具有電源電路模塊及光源控制模塊等。另外，投影儀10中，在控制電路基板241的側方即投影儀外殼的大致中央部分具有光源組件60。另外，投影儀10中，在光源組件60和左側面板15之間具有光學系統組件160。另外，在光源組件60及光學系統組件160的上方、即光源組件60及光學系統組件160與上面面板11之間，配置有未圖示的具備CPU等的主控制電路基板。光源組件60具備激勵光照射裝置70，配置在投影儀外殼的左右方向的大致中間部分且配置在背面面板13的附近；熒光發光裝置100，配置在從該激勵光照射裝置70射出的光線束的光軸上且配置在正面面板12的附近；導光光學系統140，進行變換以使得來自熒光發光裝置100的射出光為同一光軸。激勵光照射裝置70具備激勵光源71，以使光軸與背面面板13平行的方式而配置；反射鏡組75，使來自激勵光源71的射出光的光軸向正面面板12的方向進行90度變換；聚光透鏡78，對由反射鏡組75反射的、來自激勵光源71的射出光進行聚光；熱沉(heat sink) 81，配置在激勵光源71和右側面板14之間。激勵光源71中，多個藍色激光發光器呈陣列狀排列，在各藍色激光發光器的光軸上，分別配置有將來自各藍色激光發光器的射出光變換為平行光的準直透鏡73。另外，反射鏡組75中，多個反射鏡呈階梯狀排列，沿一個方向將從激勵光源71射出的光線束的截面積縮小，射出到聚光透鏡78。在熱沉81和背面面板13之間配置有冷卻風扇沈1，通過該冷卻風扇261和熱沉 81，對激勵光源71進行冷卻。另外，在反射鏡組75和背面面板13之間也配置有冷卻風扇沈1，通過該冷卻風扇沈1，對反射鏡組75及聚光透鏡78進行冷卻。熒光發光裝置100具備作為上述熒光板400的熒光輪101，配置為與正面面板12 平行，即與來自激勵光照射裝置70的射出光的光軸正交；旋轉驅動該熒光輪101的輪馬達110 ；聚光透鏡組111，將從熒光輪101向背面面板13的方向射出的光線束聚光；聚光透鏡 115，將從熒光輪101向正面面板12的方向射出的光線束聚光。此外，向熒光輪101的紅色熒光體層421R和綠色熒光體層421G照射的來自激勵光照射裝置70的射出光對熒光體進行激勵，從熒光體向全方位發出熒光的光線束直接向背面面板13側射出，或者在熒光輪101的表面反射之后向背面面板13側射出，并射入聚光透鏡組111。另外，向熒光輪101的擴散透射板417照射的來自激勵光照射裝置70的射出光，作為通過細微凹凸而發生了擴散的藍色波段的擴散透射光而射入聚光透鏡115。另外， 在輪馬達110和正面面板12之間配置有冷卻風扇沈1，通過該冷卻風扇沈1，對熒光輪101 進行冷卻。導光光學系統140具有使紅色、綠色和藍色波段的光線束聚光的聚光透鏡，及將各色波段光的光軸變換為同一光軸的反射鏡、二向色鏡等。具體而言，在激勵光照射裝置70 和熒光輪101之間，配置有第一二向色鏡141，該第一二向色鏡141使藍色波段光透射，反射紅色及綠色波段光而將該紅色及綠色光的光軸向左側面板15方向變換90度。另外，在擴散透射過熒光輪101的藍色波段光的光軸上，即，在聚光透鏡115和正面面板12之間，配置有第一反射鏡143，該第一反射鏡143反射藍色波段光，將該藍色光的光軸向左側面板15方向進行90度變換。另外，在由第一反射鏡143反射的藍色波段光的光軸上，且在光學系統組件160的附近，配置有第二反射鏡145，該第二反射鏡145向背面面板13方向將該藍色光的光軸變換90度。另外，在由第一二向色鏡141反射的紅色及綠色波段光的光軸與由第二反射鏡 145反射的藍色波段光的光軸相交叉的位置，配置有第二二向色鏡148，該第二二向色鏡 148使藍色波段光透射，反射紅色及綠色波段光，將這些紅色及綠色光的光軸向背面面板 13方向變換90度。另外，在各二向色鏡、反射鏡之間，分別配置有聚光透鏡。此外，在光通道175的入射面附近，配置有聚光透鏡173，該聚光透鏡173將光源光聚光到光通道175的入射口。光學系統組件160構成為大致二狀，具備照明側模塊161，位于激勵光照射裝置 70的左側方；圖像生成模塊165，位于背面面板13和左側面板15交叉的位置的附近；投影側模塊168，位于導光光學系統140和左側面板15之間。該照明側模塊161具備將從光源組件60射出的光源光向圖像生成模塊165所具有的顯示元件51進行導光的光源側光學系統170的一部分。作為該照明側模塊161所具有的光源側光學系統170，具有光通道175，將從光源組件60射出的光線束成為均勻強度分布的光束；聚光透鏡178，對從光通道175射出的光進行聚光；光軸變換鏡181等，將從光通道175射出的光線束的光軸向圖像生成模塊165方向進行變換。圖像生成模塊165，作為光源側光學系統170而具有聚光透鏡183，將由光軸變換鏡181反射的光源光向顯示元件51進行聚光；照射鏡185，將透射過該聚光透鏡183的光線束按規定角度向顯示元件51照射。另外，圖像生成模塊165具備作為顯示元件51的DMD， 在該顯示元件51和背面面板13之間，配置有用于對顯示元件51進行冷卻的熱沉190，通過該熱沉190對顯示元件51進行冷卻。此外，在顯示元件51的正面附近，配置有作為投影側光學系統220的聚焦透鏡(condenser lens) 195。投影側模塊168具有將由顯示元件51反射的導通(on)光向屏幕放出的投影側光學系統220的透鏡組。作為該投影側光學系統220，采用具有內置在固定鏡筒中的固定透鏡組225和內置在可動鏡筒中的可動透鏡組235而具有變焦功能的可變焦點型透鏡，通過利用透鏡馬達使可動透鏡組235移動，能夠進行變焦調整、對焦調整。這樣，投影儀10的光源組件60采用上述熒光板400，由此，能夠實現亮度高的投影，另外，由于不必提高激勵光源71的輸出，因此還有助于投影儀10的小型化及薄型化。此外，在上述實施例中，采用將紅色及綠色熒光發光區域與擴散透射區域沿周向并設的熒光輪101，將來自激勵光照射裝置70的射出光向熒光輪101照射，由此生成紅色及綠色波段的熒光和藍色波段的擴散透射光，但本發明并不限于該方案。S卩，也可以構成為，形成將綠色熒光體區域和擴散透射區域沿周向并設的熒光輪 101，關于紅色波段光，如圖11所示，另行設置紅色光源裝置120，將來自該紅色光源裝置 120的射出光用作紅色波段光。該情況下，第一二向色鏡141需要具有紅色及藍色透射、綠色反射的特性。在采用這樣的結構的情況下，通過使綠色熒光體層的激勵光入射面的表面結構成為排列有多個突起體而得到的凹凸狀，也能夠提高發光效率，能夠提供實現高亮度的圖像投影的投影儀10。另外，也可以構成為，熒光輪101僅設置綠色熒光發光區域，如圖12所示，另行設置具有作為藍色發光二極管的藍色光源301的藍色光源裝置300，由此，綠色波段的光源光采用來自熒光輪101的熒光，藍色波段的光源光采用來自藍色光源裝置300的射出光。在采用這樣的結構的投影儀10中，通過使綠色熒光體層的激勵光入射面的表面結構成為排列有多個突起體而得到的凹凸狀，也能夠提高發光效率，能夠提供實現高亮度的圖像投影的投影儀10。進而，也可以構成為，沿熒光輪101的周向，設置具有紅色熒光體層的紅色熒光發光區域、具有綠色熒光體層的綠色熒光發光區域、以及具有藍色熒光體層的藍色熒光發光區域，作為激勵光源，采用紫外線激光發光器。該情況下，通過使各熒光體層的表面成為具有上述那樣的凹凸的形狀，也能夠提高激勵光和熒光的利用效率。另外，本發明并不限于上述實施例，在不脫離本發明的實質的范圍內可自由變更、 改良。另外，可對在上述實施方式中執行的功能進行適當組合。上述實施方式包含各種階段，可通過公開的多個構成要素的適當組合來得到各種發明。例如，從實施方式中公開的全部構成要素中刪除幾個構成要素，只要能獲得效果，則刪除了該構成要素的方案可作為發明而提取。
權利要求
1.一種光源組件，其特征在于， 具備熒光板，具有被激勵光射入而發出規定波段光的熒光體層，從上述熒光體層的激勵光入射面射出熒光；以及激勵光源，向該熒光板照射上述激勵光；上述熒光體層的上述入射面具有形成有多個凹凸的表面結構。
2.根據權利要求1所述的光源組件，其特征在于，上述表面結構構成為如下結構，即，截面積從底面到頂部減少的多個突起體在平面上等間隔地排列，并且，至少相鄰的突起體的一部分相接。
3.根據權利要求2所述的光源組件，其特征在于， 上述突起體，相對于上述熒光板的表面的升角在30度以上。
4.根據權利要求2或3所述的光源組件，其特征在于， 上述突起體為錐體。
5.根據權利要求2 4中的任一項所述的光源組件，其特征在于， 上述突起體為四棱錐。
6.根據權利要求5所述的光源組件，其特征在于，上述四棱錐的底部的外周的一條邊的長度為10 100 μ m的范圍。
7.根據權利要求2所述的光源組件，其特征在于， 上述突起體為球面體。
8.根據權利要求2所述的光源組件，其特征在于， 上述突起體為非球面體。
9.根據權利要求7或8所述的光源組件，其特征在于，與上述突起體的圓形底部的外周內接的方形的一條邊的長度為10 IOOym的范圍。
10.根據權利要求7或8所述的光源組件，其特征在于，上述突起體的一部分被切斷，底部為六邊形，該六邊形的一條邊的長度為10 100 μ m 的范圍。
11.根據權利要求7或8所述的光源組件，其特征在于，上述突起體的一部分被切斷，底部為方形，該方形的一條邊的長度為10 100 μ m的范圍。
12.根據權利要求1所述的光源組件，其特征在于，在上述熒光板上形成有多個段，該多個段接受上述激勵光，射出不同的波段光； 上述多個段中的至少1個為敷設有上述熒光體層的熒光發光區域。
13.根據權利要求12所述的光源組件，其特征在于， 上述激勵光源為射出藍色波段光的光源；在上述熒光板上形成有擴散透射區域，該擴散透射區域使來自上述激勵光源的射出光擴散透射。
14.根據權利要求13所述的光源組件，其特征在于，上述熒光板被做成沿周向并設有上述熒光發光區域及上述擴散透射區域的熒光輪。
15.根據權利要求14所述的光源組件，其特征在于，上述熒光輪通過將上述擴散透射區域、具備紅色熒光體層的上述熒光發光區域、具備綠色熒光體層的上述熒光發光區域沿周向并設而得到，上述紅色熒光體層接受來自上述激勵光源的射出光并射出紅色波段光，上述綠色熒光體層接受來自上述激勵光源的射出光并射出綠色波段光。
16.根據權利要求14所述的光源組件，其特征在于，上述熒光輪通過將上述擴散透射區域、具備綠色熒光體層的上述熒光發光區域沿周向并設而得到，上述綠色熒光體層接受來自上述激勵光源的射出光并射出綠色波段光，上述光源組件還具備射出紅色波段光的紅色光源。
17.根據權利要求12所述的光源組件，其特征在于，上述激勵光源為射出紫外線波段光的光源；上述熒光板通過將具備紅色熒光體層的上述熒光發光區域、具備綠色熒光體層的上述熒光發光區域、具備藍色熒光體層的上述熒光發光區域沿周向并設而得到，上述紅色熒光體層接受來自上述激勵光源的射出光并射出紅色波段光，上述綠色熒光體層接受來自上述激勵光源的射出光并射出綠色波段光，上述藍色熒光體層接受來自上述激勵光源的射出光并射出藍色波段光。
18.一種投影儀，其特征在于，具備根據權利要求15 17中的任一項所述的光源組件；顯示元件；光源側光學系統，將來自上述光源組件的射出光向上述顯示元件射出；投影側光學系統，將由上述顯示元件生成的投影光朝向屏幕而射出；以及投影儀控制機構，進行上述光源組件、顯示元件的控制。
全文摘要
一種光源組件，具備作為熒光板的熒光輪，該熒光輪將在反射面上具有接受激勵光而射出紅色及綠色波段光的紅色及綠色熒光體的熒光發光區域、與使激勵光擴散透射的擴散透射區域沿周向并設；以及激勵光源，向熒光板照射激勵光；熒光板的熒光體層的激勵光入射面具有形成了多個凹凸的表面結構，該表面結構的形狀形成為，將多個正四棱錐排列為陣列狀并使相鄰的正四棱錐的底部外周相接，該正四棱錐相對于基材的升角θ形成為30度以上，該正四棱錐的底部外周的一條邊的長度為10～100μm的范圍。
文檔編號G03B21/00GK102419507SQ20111034849
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月23日 優先權日2010年9月24日
發明者中村英貴, 增田弘樹, 宮崎健, 小椋直嗣, 川上康之, 馬峰治 申請人:卡西歐計算機株式會社, 斯坦雷電氣株式會社