光源组件和投影仪的制作方法

专利名称：光源组件和投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有荧光板的光源组件，与具有该光源组件的投影仪。
背景技术：
当今，多采用作为图像投影装置的数据投影仪，其将个人计算机的画面及视频图像、以及基于在存储卡等中存储的图像数据的图像等投影于屏幕上。该投影仪将从光源射出的光线束聚光于DMD (数字微镜器件)或液晶板等的显示元件上，将来自显示元件的射出光经由投影侧光学系统而投影于屏幕上，由此，投影图像。在这样的投影仪中，在过去，以高亮度的放电灯作为光源的方式成为主流，但是， 近年，关于采用发光二极管(LED)、激光发光器、有机EL、或荧光体等作为光源装置的发光元件的开发及提案较多。比如，在日本专利第3415403号文献中，提出了将射出红色、绿色和蓝色波段光的3种激光光源用作投影仪光源的提案。另外，在日本特开2004-341105号公报中，提出了下述的光源装置，该光源装置由激励光源与沿周向敷设有荧光体层的作为旋转荧光板的荧光轮构成，该激励光源射出紫外光，该荧光体层接收来自该激励光源的射出光，分别射出红色、绿色和蓝色波段光。在上述日本专利第3415403号的光源装置中，具有下述的问题，即，由于具有3种激光光源，因此分别需要驱动电路，难以组装于近年小型化和薄型化的投影仪中。另外，还具有下述的问题，即，在这样的具有3种激光光源的投影仪中，为了实现高亮度，需要提高各激光光源的输出，在提高输出的情况下，由于各激光光源的发热量也上升，因此需要使冷却机构大型化，难以组装于小型化和薄型化的投影仪中。另外，为了谋求高亮度，还可以考虑使激光光源大型化，但是，在使激光光源大型化的情况下，难以组装于小型化和薄型化的投影仪中，并且，还具有下述的问题，即，由于发光面积扩大，因此光源侧光学系统的聚光量 (etendue)和投影侧光学系统的聚光量之间的差变大，光源光的利用效率降低。另一方面，在上述日本特开第2004-341105号公报的光源装置中，通过提高激励光源的输出，能够将光源侧光学系统的聚光量和投影侧光学系统的聚光量的差抑制得较小而实现高亮度。但是，在从荧光轮的正面对荧光轮的平面垂直地照射激励光的情况下，具有下述的问题，即，射入荧光体层的光的一部分在荧光体层中透射，由荧光轮的反射面反射， 不以该状态激励荧光体而从激励光的入射面射出到激励光源侧，激励光的利用效率降低。 此外，由于荧光体发出的光全方位地射出，因此还具有下述的问题，即，荧光的一部分在荧光体层内衰减等而造成浪费，荧光的利用效率降低。

发明内容
本发明针对这样的现有技术问题而提出，目的在于提供一种光源组件与具有该光源组件而能够实现高亮度的图像投影的投影仪，在该光源组件中，具有荧光板及向该荧光板照射激励光的光源，该荧光板中，在反射面上敷设荧光体层，该荧光体层的激励光的入射面形成为具有凹凸的形状，由此，能够提高激励光和荧光的利用效率。
本发明的光源组件的特征在于，具备荧光板，具有被激励光射入而发出规定波段光的荧光体层，从上述荧光体层的激励光入射面射出荧光；以及激励光源，向该荧光板照射上述激励光；上述荧光体层的上述激励光入射面具有形成有多个凹凸的表面结构。另外，本发明的投影仪的特征在于，具备上述光源组件；显示元件；光源侧光学系统，将来自上述光源组件的射出光向上述显示元件射出；投影侧光学系统，将由上述显示元件生成的投影光朝向屏幕而射出；以及投影仪控制机构，进行上述光源组件、显示元件的控制。根据本发明，提供一种光源组件与具备该光源组件而能够实现高亮度的图像投影的投影仪，上述光源组件具备荧光板以及对该荧光板照射激励光的光源，上述荧光板在反射面上敷设荧光体层，使该荧光体层的激励光入射面形成为具有凹凸的形状，由此，能够提高激励光和荧光的利用效率。


通过下述的详细说明和附图，会更加充分地理解本发明，它们专门用于说明，并不构成对本发明的范围的限定。其中，图1为本发明的实施例的荧光板的正面示意图；图2为表示上述荧光板的荧光体层的表面结构的示意图；图3为表示相对于形成上述表面结构的正四棱锥的平面所成的升角与从正面侧对荧光体层照射激励光的情况下的激励光的束缚率、再射出率、反射损失率之间的关系的图表；图4为表示相对于形成上述表面结构的正四棱锥的平面所成的升角与荧光体发出的荧光的取出效率之间的关系的图表；图5为表示相对于形成上述表面结构的正四棱锥的平面所成的升角与荧光板的发光效率之间的关系的图表；图6为表示上述荧光板的荧光体层的另一表面结构的示意图；图7为表示上述荧光板的荧光体层的另一不同表面结构的示意图；图8为表示本发明的实施例的投影仪的外观立体图；图9为上述投影仪的功能电路框图；图10为表示上述投影仪的内部结构的平面示意图；图11为表示本发明的另一实施例的投影仪的内部结构的平面示意图；图12为表示本发明的另一不同实施例的投影仪的内部结构的平面示意图。
具体实施例方式下面通过附图，对用于实施本发明的优选方式进行说明。但是，在下述的实施方式中，为了实施本发明，进行了技术上的优选的各种限定，但发明范围并不限于下述的实施方式和图示例。下面根据附图，对本发明的实施例进行详细说明。图1为本实施例的荧光板的正面示意图，图2为表示上述荧光板的荧光体层的表面结构的示意图。本实施例的荧光板400 如图1所示，为圆板状的基材，其中，沿周向并设有红色荧光发光区域411、绿色荧光发光区域413与扩散透射区域415，该红色荧光发光区域411以来自激励光源的射出光作为激励光而射出红色波段的荧光，该绿色荧光发光区域413以来自激励光源的射出光作为激励光而射出绿色波段的荧光，该扩散透射区域415使来自激励光源的射出光进行扩散透射。荧光板400中的红色荧光发光区域411和绿色荧光发光区域413的表面通过银蒸镀等而形成反射面。另外，在该反射面的表面，通过溅射而形成氟化镁等透明保护膜。在该透明保护膜上，按照规定宽度而敷设有圆弧状的荧光体层421 (红色荧光体层421R和绿色荧光体层421G)。另外，荧光体层421由耐热性高且透明度高的硅树脂等粘接剂(binder)、 与均勻地分散于该粘接剂中的荧光体形成。另外，在荧光板400的扩散透射区域415中，按照规定宽度而形成圆弧状的开口，在该开口处设置有扩散透射板417。在过去的荧光板中，例如，若荧光体层表面为平坦的形状，则具有下述的问题，即， 在射入荧光体层中的激励光中，不激励荧光体层而在荧光板的反射面及荧光体的表面发生反射、以该状态而射出到外部的光量多，激励光的利用效率低。另外，还具有下述的问题， 即，在从荧光体射出的光线束中，在荧光体层内反复进行反射、无法从激励光的入射面取出而发生衰减的光量也多，荧光的利用效率低。于是，为了增加荧光板的输出，有必要提高激励光、荧光的利用效率。于是，本实施例的荧光体层421如图2所示，具有在激励光的入射面形成多个凹凸而得的表面结构。该表面结构形成为下述的形状，即，多个正四棱锥431排列为阵列状且相邻的正四棱锥431的底部的外周相接。另外，该正四棱锥431形成为，相对于基材的升角 (rising angle) θ在30度以上。此外，该正四棱锥431的底部的外周的一条边的长度为 10 100 μ m的范围。设为这样的长度范围的目的在于荧光板400的荧光体层421的宽度一般在2 5mm左右，因此能够在该荧光体层421的宽度中排列几十 几百的正四棱锥 431的形状。另外，通过在将荧光体层421敷设于荧光板400时按压模具而形成这样的表面结构。这样，荧光体层421的激励光入射面形成为由多个正四棱锥431排列而成的形状的情况下，照射到荧光体层421的光线束在荧光体层421的表面处折射而射入荧光体层421 的内部。此时，由于荧光体层421的表面结构形成为在激励光入射面上排列有正四棱锥431 而成的形状，因此即使激励光向荧光体层421照射的角度相同，根据正四棱锥431被照射的位置，激励光的折射方向也会发生变化，在荧光体层421内激励光向各方向扩散。由此，由于激励光遍及荧光体层421内的较宽范围，因此照射到荧光体层421内的荧光体上的激励光增加，能够提高激励光的利用效率。另外，接受激励光而由荧光体发出的荧光向全方位射出，但由于激励光入射面具有各种角度，因此，例如，在激励光入射面被一次反射并照射到荧光板400的反射面上的光线束，在接着照射到激励光入射面时照射到不同角度的激励光入射面的概率高，最终还是从激励光入射面射出到外部，因此，能够减少在荧光体层421内衰减而消灭的荧光。于是，能够提高荧光的利用效率。下面，采用表示通过光线追迹法而模拟出的结果的图表，对在荧光体层421的激励光入射面处形成细微凹凸而带来的效果进行说明。图3为表示正四棱锥431的升角 θ、与从正面侧将激励光照射到荧光板400的荧光体层421的情况下的激励光的束缚率 (confinement rate)、再射出率(re-outputrate)、反射损失率之间的关系的图表。另外，图 4为表示正四棱锥431的升角θ与荧光的取出效率之间的关系的图表。另外，图5为表示正四棱锥431的升角θ与荧光体的发光效率之间的关系的图表。图3的束缚率是指，在照射到荧光体层421的激励光中、射入荧光体层421内并照射到荧光体而激励了荧光体的激励光的比例，即，相对于照射的全部激励光而被有效利用的光的比例。再射出率是指，虽射入荧光体层421内、但被荧光体的表面及反射面等反射并以该状态而再次射出到外部的激励光的比例。反射损失率是指，虽向荧光体层421照射、但被荧光体层421的表面反射而没有射入到荧光体层421中的激励光的比例。另外，在图3 中，横轴表示升角θ，纵轴表示将向荧光体层421照射的全部激励光设为1.00、相对于该全部激励光的光的比例。即，对束缚率、再射出率和反射损失率全部进行加法运算，则为1. 00。如图3所示，随着升角θ的增加，束缚率和反射损失率变大，再射出率变小。另外，可知从升角θ超过30度的附近起，束缚率变得基本横向持平。虽然反射损失率也随着升角θ的增加而变大，但由于再射出率按照这以上的程度而变小，因此，可知，向荧光体层 421照射的激励光的利用效率急剧提高，直到升角θ超过30度。图4中的取出效率是指，在从荧光体射出的荧光中、作为有效光而从荧光体层421 的激励光入射面向外部射出的荧光的比例。另外，在图4中，横轴表示升角θ，纵横表示将在荧光体层421的激励光入射面处未形成凹凸的状态下的取出效率设为基准值即1. 00而成功取出的荧光的比例。如图4所示，可知，在升角θ到30度附近之前取出效率急剧上升， 从大致超过30度附近起，取出效率变得基本横向持平。即，可知，通过使升角θ在30度以上，能够提高取出效率。图5的发光效率是指，图3所示的束缚率与图4所示的取出效率的乘积。S卩，如果该发光效率提高，则射入荧光体层421内的激励光的利用效率、和荧光的利用效率增加，能够实现荧光的光量的增加。如图5所示，在升角θ从0度到30度附近的期间，发光效率急剧上升，大致从超过30度起变得基本横向持平。因此，可知，通过使升角θ在30度以上， 能够大大增加荧光的光量，在图5中可获得约1. 5倍的光量。这样，通过在荧光体层421的激励光入射面处形成细微的凹凸形状，能够提高发光效率。特别是，通过使升角θ在30度以上，能够提高发光效率。于是，如上述那样，利用多个正四棱锥431而在荧光体层421的激励光入射面处形成凹凸形状，并使升角θ在30 度以上，由此，能够提高激励光和荧光的利用效率，实现光量的增加。下面，根据实验，对采用上述荧光板400、与采用过去那样的将荧光体层的表面做成平面形状的荧光板这两种情况下的发光强度的差进行描述。作为激励光源，采用发光波长峰值为445nm、输出为IOW的蓝色半导体激光光源。在红色荧光体中，在氮气氛内，将作为原料的氮化锶、氮化钙、氮化铝、氮化硅、氧化铕以 Sr Ca Al Si Eu = 0. 75 0. 25 1. 0 1. 0 0.015 的摩尔比进行混合，并在行星式球磨机(planetary ball mill)中进行混合。将混合后的原料放入氮化硼容器中，在9个大气压的氮气氛中，以1900度烘烧4个小时。在绿色荧光体中，将作为原料的氧化钇、氧化铝、氧化镓、氧化铈以 Y Al Ga Ce = 2. 98 3 2 0. 02的摩尔比进行混合。另外，作为促进晶体生长的助熔剂(flux)而将氟化钡相对于荧光体原料以50摩尔％进行混合，将原料和乙醇放入聚乙烯容器中，以200rpm旋转而混合5个小时。对混合的原料进行过滤、干燥，放入氧化铝容器中，在4%氢还原气氛中，以1500度烘烧4个小时。另外，为了去除助熔剂及其它杂质，在2种规定的硝酸溶液中搅拌1个小时之后，用纯水清洗并进行干燥。对于荧光板，配备在进行了镜面加工的铜圆盘上涂敷钛、铬，并真空蒸镀银而制成的板。绿色荧光体按照80重量％混合于硅树脂中，红色荧光体按照30重量％混合于硅树脂中，在铜圆盘上涂敷厚度约为200 μ m的膜，然后，按压与底部外周的1条边的长度为50 μ m、 升角为45度的正四棱锥突起形状相对应的模具，在150度下硬化4个小时。比较例为与上述荧光板相同的结构，不将模具按压于荧光体层上，在150度的温度下，对荧光体混合硅树脂进行过热4个小时，使其硬化。将这样的荧光板400设置于激励光源的光轴上，在通过马达而进行高速旋转的状态下测定发光强度，结果，上述荧光板400的发光强度与比较例相比成为1. 1 1. 2倍的发光强度。于是，显然，通过在荧光体层421的表面形成凹凸，能够提高发光效率。另外，在上述实施例中，荧光体层421的激励光入射面的表面结构形成为如下形状，即，将多个正四棱锥431排列为阵列状、并且使相邻的正四棱锥431相接而得到的形状， 但是并不限于此结构。例如，如图6所示，也可采用下述形状的结构，其中，升角θ在30度以上的多个球面体435在平面上均勻地排列。这样，在代替正四棱锥431而采用球面体435 这样的结构的情况下，也能够提高激励光和荧光的利用效率，能够使光量增加。另外，优选为，球面体435的大小为，与圆形底部内接的方形的一条边的长度为10 100 μ m的范围。 即，优选为，球面体435的圆形底部的外周的全长(圆周)为44μπι 440μπι。另外，如图7所示，也可为下述形状的结构，其中，切断球面体的一部分而使底面为六边形的形状、即在六棱柱的顶端面上形成球面而得到的大致球面体的结构体437被均勻地配置为，相邻的大致球面体的结构体437在六棱柱部分的侧面相接。另外，优选为，在通过这样的结构体437而在激励光入射面处形成凹凸形状的情况下，使球面部分、切断平面的升角θ在30度以上，底面的一条边的长度为10 IOOym的范围。另外，在具有将该大致球面体的结构体437排列而形成的表面结构的荧光体层421中，与图6所示的将球面体435排列而形成的情况相比较，能够消除荧光体层421的表面上的平面部分，由此，能够进一步提高激励光和荧光的利用效率。另外，也可以构成为切断球面体的一部分而使底部为方形的形状。该情况下，优选为，底部的方形的一条边的长度为10 IOOym的范围。此外，作为荧光体层421的激励光入射面的表面结构，也可以采用在平面上均勻地排列升角θ在30度以上的多个非球面体而得到的结构。此外，非球面体是指，既不由球面也不由平面而是由曲面形成的形状(例如，非球面透镜的表面形状)的结构体(例如，非球面透镜)。这样，在通过多个非球面体而形成荧光体层的表面结构的情况下，也能够提高激励光和荧光的利用效率，能够增加光量。另外，还可以采用切断非球面体的一部分而使底部为六边形或方形而得到的形状。该情况下，优选为，形成底部的方形或六边形的一条边的长度为10 IOOym的范围。这样，本实施例的荧光板400，具有将荧光体层421的激励光入射面的表面结构作成在平面上排列多个突起体而得到的凹凸状的特征，将截面积从底部到顶部减少的形状的突起体在平面上以等间隔且至少相邻的突起体的一部分相接的方式进行排列即可。突起体的顶部优选为尖的形状。另外，无论采用何种突起体来形成凹凸形状，使升角θ为30度以上都是适宜的。另外，对于突起体的底部的外周的全长，作成正三棱锥时使一条边为ΙΟμπι 的情况下为最小，在内接一条边为IOOym的正六边形的圆的圆周的情况下为最大，优选为30μπι 630μπι。另外，通过具有这样的荧光体层421的激励光入射面的表面结构，能够提高激励光和荧光的利用效率。此外，本实施例的荧光板400，具有从荧光体层421的激励光入射面侧射出荧光的结构即可，并不限于图1所示的将2种荧光发光区域411、413和扩散透射区域415沿周向并设的结构。下面以投影仪为例，对具有这样的荧光板400的电子设备进行描述。图8为投影仪10的外观立体图。另外，在本实施例中，投影仪10的左右表示相对于投影方向的左右方向，前后表示相对于投影仪10的屏幕侧方向及光线束行进方向的前后方向。投影仪10如图8所示，基本呈长方体形状，具有在构成投影仪外壳的前方侧板的正面面板12的侧方覆盖投影口的透镜盖19，并且该正面面板12设有多个吸气孔18。另外， 具有接收来自遥控器的控制信号的Ir接收部，关于这一点在图中未示出。还有，在外壳的上面面板11上设置键/指示器部37，该键/指示器部37配置有， 电源开关键或通报电源的开或关的电源指示器、切换投影的开或关的投影开关键、当光源组件、显示元件或控制电路等过热时进行通报的过热指示器等键及指示器。另外，在外壳的背面，设有在背面面板上设置USB端子、图像信号输入用的D-SUB 端子、S端子、RCA端子等的输入输出连接器部以及电源适配器等的各种端子20。另外，在背面面板中形成有多个吸气孔18。此外，在未图示的作为外壳侧板的右侧面板、以及图8所示的作为侧板的左侧面板15中，分别形成有多个排气孔17。此外，在左侧面板15的背面面板附近的角部，也形成有吸气孔18。下面，利用图9的功能框图，对投影仪10的投影仪控制机构进行描述。投影仪控制机构由控制部38、输入输出接口 22、图像变换部23、显示编码器对、显示驱动部沈等构成。该控制部38进行投影仪10内的各电路的动作控制，由CPU、固定地存储各种设置等的动作程序的ROM以及用作工作存储器的RAM等构成。另外，通过该投影仪控制机构，从输入输出连接器部21输入的各种规格的图像信号经由输入输出接口 22、系统总线(SB)，由图像变换部23以统一为适于显示的规定格式的图像信号的方式进行变换后，输出给显示编码器对。此外，显示编码器M将输入的图像信号展开而存储于视频RAM25中，然后，根据该视频RAM25的存储内容，生成视频信号，输出给显示驱动部沈。显示驱动部沈用作显示元件控制机构，与从显示编码器M输出的图像信号对应地按适当的帧速率(frame rate)来驱动作为空间光调制元件(SOM)的显示元件51。另外， 在该投影仪10中，将从光源组件60射出的光线束照射到显示元件51，由此，利用显示元件51的反射光形成光像，经由后述的投影侧光学系统，在未图示的屏幕上投影显示图像。 另外，该投影侧光学系统的可动透镜组235通过透镜马达45进行变焦(zoom)调整、对焦 (focus)调整用的驱动。此外，图像压缩伸展部31进行如下记录处理，即，将图像信号的亮度信号与色差信号通过ADCT及霍夫曼(Huffman)编码等处理进行数据压缩，并依次写入到作为可自由装卸的记录介质的存储卡32中。另外，图像压缩伸展部31，在再现模式时读出在存储卡32中记录的图像数据，以1帧为单位使构成一系列动态图像的各个图像数据伸展，将该图像数据经由图像变换部23输出给显示编码器M，根据在存储卡32中存储的图像数据，进行可实现动态图像等的显示的处理。接着，由设置于外壳的上面面板11的主键及指示器等构成的键/指示器部37的操作信号被直接向控制部38送出，来自遥控器的键操作信号由Ir接收部35接收，由Ir处理部36解调后的代码信号被输出给控制部38。此外，控制部38经由系统总线(SB)与声音处理部47连接。该声音处理部47具备PCM音源等的音源电路，在投影模式和再现模式时，对声音数据进行模拟化处理，驱动扬声器48而进行扩音放音。此外，控制部38控制作为光源控制机构的光源控制电路41。该光源控制电路41 分别控制光源组件60的激励光照射装置、红色光源装置的发光，以使得图像生成时所要求的规定波段的光源光从光源组件60射出。另外，控制部38使冷却风扇驱动控制电路43通过在光源组件60等中设置的多个温度传感器来进行温度检测，根据该温度检测的结果，控制冷却风扇的旋转速度。另外，控制部38还进行如下等控制，即，使冷却风扇驱动控制电路43通过定时器等而在投影仪主体的电源关闭之后仍使冷却风扇持续旋转，或者根据温度传感器的温度检测的结果，使投影仪主体的电源关闭。下面，对该投影仪10的内部结构进行描述。图10为表示投影仪10的内部结构的平面示意图。投影仪10如图10所示，在右侧面板14的附近具有控制电路基板Ml。该控制电路基板241具有电源电路模块及光源控制模块等。另外，投影仪10中，在控制电路基板241的侧方即投影仪外壳的大致中央部分具有光源组件60。另外，投影仪10中，在光源组件60和左侧面板15之间具有光学系统组件160。另外，在光源组件60及光学系统组件160的上方、即光源组件60及光学系统组件160与上面面板11之间，配置有未图示的具备CPU等的主控制电路基板。光源组件60具备激励光照射装置70，配置在投影仪外壳的左右方向的大致中间部分且配置在背面面板13的附近；荧光发光装置100，配置在从该激励光照射装置70射出的光线束的光轴上且配置在正面面板12的附近；导光光学系统140，进行变换以使得来自荧光发光装置100的射出光为同一光轴。激励光照射装置70具备激励光源71，以使光轴与背面面板13平行的方式而配置；反射镜组75，使来自激励光源71的射出光的光轴向正面面板12的方向进行90度变换；聚光透镜78，对由反射镜组75反射的、来自激励光源71的射出光进行聚光；热沉(heat sink) 81，配置在激励光源71和右侧面板14之间。激励光源71中，多个蓝色激光发光器呈阵列状排列，在各蓝色激光发光器的光轴上，分别配置有将来自各蓝色激光发光器的射出光变换为平行光的准直透镜73。另外，反射镜组75中，多个反射镜呈阶梯状排列，沿一个方向将从激励光源71射出的光线束的截面积缩小，射出到聚光透镜78。在热沉81和背面面板13之间配置有冷却风扇沈1，通过该冷却风扇261和热沉 81，对激励光源71进行冷却。另外，在反射镜组75和背面面板13之间也配置有冷却风扇沈1，通过该冷却风扇沈1，对反射镜组75及聚光透镜78进行冷却。荧光发光装置100具备作为上述荧光板400的荧光轮101，配置为与正面面板12 平行，即与来自激励光照射装置70的射出光的光轴正交；旋转驱动该荧光轮101的轮马达110 ；聚光透镜组111，将从荧光轮101向背面面板13的方向射出的光线束聚光；聚光透镜 115，将从荧光轮101向正面面板12的方向射出的光线束聚光。此外，向荧光轮101的红色荧光体层421R和绿色荧光体层421G照射的来自激励光照射装置70的射出光对荧光体进行激励，从荧光体向全方位发出荧光的光线束直接向背面面板13侧射出，或者在荧光轮101的表面反射之后向背面面板13侧射出，并射入聚光透镜组111。另外，向荧光轮101的扩散透射板417照射的来自激励光照射装置70的射出光，作为通过细微凹凸而发生了扩散的蓝色波段的扩散透射光而射入聚光透镜115。另外， 在轮马达110和正面面板12之间配置有冷却风扇沈1，通过该冷却风扇沈1，对荧光轮101 进行冷却。导光光学系统140具有使红色、绿色和蓝色波段的光线束聚光的聚光透镜，及将各色波段光的光轴变换为同一光轴的反射镜、二向色镜等。具体而言，在激励光照射装置70 和荧光轮101之间，配置有第一二向色镜141，该第一二向色镜141使蓝色波段光透射，反射红色及绿色波段光而将该红色及绿色光的光轴向左侧面板15方向变换90度。另外，在扩散透射过荧光轮101的蓝色波段光的光轴上，即，在聚光透镜115和正面面板12之间，配置有第一反射镜143，该第一反射镜143反射蓝色波段光，将该蓝色光的光轴向左侧面板15方向进行90度变换。另外，在由第一反射镜143反射的蓝色波段光的光轴上，且在光学系统组件160的附近，配置有第二反射镜145，该第二反射镜145向背面面板13方向将该蓝色光的光轴变换90度。另外，在由第一二向色镜141反射的红色及绿色波段光的光轴与由第二反射镜 145反射的蓝色波段光的光轴相交叉的位置，配置有第二二向色镜148，该第二二向色镜 148使蓝色波段光透射，反射红色及绿色波段光，将这些红色及绿色光的光轴向背面面板 13方向变换90度。另外，在各二向色镜、反射镜之间，分别配置有聚光透镜。此外，在光通道175的入射面附近，配置有聚光透镜173，该聚光透镜173将光源光聚光到光通道175的入射口。光学系统组件160构成为大致二状，具备照明侧模块161，位于激励光照射装置 70的左侧方；图像生成模块165，位于背面面板13和左侧面板15交叉的位置的附近；投影侧模块168，位于导光光学系统140和左侧面板15之间。该照明侧模块161具备将从光源组件60射出的光源光向图像生成模块165所具有的显示元件51进行导光的光源侧光学系统170的一部分。作为该照明侧模块161所具有的光源侧光学系统170，具有光通道175，将从光源组件60射出的光线束成为均勻强度分布的光束；聚光透镜178，对从光通道175射出的光进行聚光；光轴变换镜181等，将从光通道175射出的光线束的光轴向图像生成模块165方向进行变换。图像生成模块165，作为光源侧光学系统170而具有聚光透镜183，将由光轴变换镜181反射的光源光向显示元件51进行聚光；照射镜185，将透射过该聚光透镜183的光线束按规定角度向显示元件51照射。另外，图像生成模块165具备作为显示元件51的DMD， 在该显示元件51和背面面板13之间，配置有用于对显示元件51进行冷却的热沉190，通过该热沉190对显示元件51进行冷却。此外，在显示元件51的正面附近，配置有作为投影侧光学系统220的聚焦透镜(condenser lens) 195。投影侧模块168具有将由显示元件51反射的导通(on)光向屏幕放出的投影侧光学系统220的透镜组。作为该投影侧光学系统220，采用具有内置在固定镜筒中的固定透镜组225和内置在可动镜筒中的可动透镜组235而具有变焦功能的可变焦点型透镜，通过利用透镜马达使可动透镜组235移动，能够进行变焦调整、对焦调整。这样，投影仪10的光源组件60采用上述荧光板400，由此，能够实现亮度高的投影，另外，由于不必提高激励光源71的输出，因此还有助于投影仪10的小型化及薄型化。此外，在上述实施例中，采用将红色及绿色荧光发光区域与扩散透射区域沿周向并设的荧光轮101，将来自激励光照射装置70的射出光向荧光轮101照射，由此生成红色及绿色波段的荧光和蓝色波段的扩散透射光，但本发明并不限于该方案。S卩，也可以构成为，形成将绿色荧光体区域和扩散透射区域沿周向并设的荧光轮 101，关于红色波段光，如图11所示，另行设置红色光源装置120，将来自该红色光源装置 120的射出光用作红色波段光。该情况下，第一二向色镜141需要具有红色及蓝色透射、绿色反射的特性。在采用这样的结构的情况下，通过使绿色荧光体层的激励光入射面的表面结构成为排列有多个突起体而得到的凹凸状，也能够提高发光效率，能够提供实现高亮度的图像投影的投影仪10。另外，也可以构成为，荧光轮101仅设置绿色荧光发光区域，如图12所示，另行设置具有作为蓝色发光二极管的蓝色光源301的蓝色光源装置300，由此，绿色波段的光源光采用来自荧光轮101的荧光，蓝色波段的光源光采用来自蓝色光源装置300的射出光。在采用这样的结构的投影仪10中，通过使绿色荧光体层的激励光入射面的表面结构成为排列有多个突起体而得到的凹凸状，也能够提高发光效率，能够提供实现高亮度的图像投影的投影仪10。进而，也可以构成为，沿荧光轮101的周向，设置具有红色荧光体层的红色荧光发光区域、具有绿色荧光体层的绿色荧光发光区域、以及具有蓝色荧光体层的蓝色荧光发光区域，作为激励光源，采用紫外线激光发光器。该情况下，通过使各荧光体层的表面成为具有上述那样的凹凸的形状，也能够提高激励光和荧光的利用效率。另外，本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明的实质的范围内可自由变更、 改良。另外，可对在上述实施方式中执行的功能进行适当组合。上述实施方式包含各种阶段，可通过公开的多个构成要素的适当组合来得到各种发明。例如，从实施方式中公开的全部构成要素中删除几个构成要素，只要能获得效果，则删除了该构成要素的方案可作为发明而提取。
权利要求
1.一种光源组件，其特征在于， 具备荧光板，具有被激励光射入而发出规定波段光的荧光体层，从上述荧光体层的激励光入射面射出荧光；以及激励光源，向该荧光板照射上述激励光；上述荧光体层的上述入射面具有形成有多个凹凸的表面结构。
2.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，上述表面结构构成为如下结构，即，截面积从底面到顶部减少的多个突起体在平面上等间隔地排列，并且，至少相邻的突起体的一部分相接。
3.根据权利要求2所述的光源组件，其特征在于， 上述突起体，相对于上述荧光板的表面的升角在30度以上。
4.根据权利要求2或3所述的光源组件，其特征在于， 上述突起体为锥体。
5.根据权利要求2 4中的任一项所述的光源组件，其特征在于， 上述突起体为四棱锥。
6.根据权利要求5所述的光源组件，其特征在于，上述四棱锥的底部的外周的一条边的长度为10 100 μ m的范围。
7.根据权利要求2所述的光源组件，其特征在于， 上述突起体为球面体。
8.根据权利要求2所述的光源组件，其特征在于， 上述突起体为非球面体。
9.根据权利要求7或8所述的光源组件，其特征在于，与上述突起体的圆形底部的外周内接的方形的一条边的长度为10 IOOym的范围。
10.根据权利要求7或8所述的光源组件，其特征在于，上述突起体的一部分被切断，底部为六边形，该六边形的一条边的长度为10 100 μ m 的范围。
11.根据权利要求7或8所述的光源组件，其特征在于，上述突起体的一部分被切断，底部为方形，该方形的一条边的长度为10 100 μ m的范围。
12.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，在上述荧光板上形成有多个段，该多个段接受上述激励光，射出不同的波段光； 上述多个段中的至少1个为敷设有上述荧光体层的荧光发光区域。
13.根据权利要求12所述的光源组件，其特征在于， 上述激励光源为射出蓝色波段光的光源；在上述荧光板上形成有扩散透射区域，该扩散透射区域使来自上述激励光源的射出光扩散透射。
14.根据权利要求13所述的光源组件，其特征在于，上述荧光板被做成沿周向并设有上述荧光发光区域及上述扩散透射区域的荧光轮。
15.根据权利要求14所述的光源组件，其特征在于，上述荧光轮通过将上述扩散透射区域、具备红色荧光体层的上述荧光发光区域、具备绿色荧光体层的上述荧光发光区域沿周向并设而得到，上述红色荧光体层接受来自上述激励光源的射出光并射出红色波段光，上述绿色荧光体层接受来自上述激励光源的射出光并射出绿色波段光。
16.根据权利要求14所述的光源组件，其特征在于，上述荧光轮通过将上述扩散透射区域、具备绿色荧光体层的上述荧光发光区域沿周向并设而得到，上述绿色荧光体层接受来自上述激励光源的射出光并射出绿色波段光，上述光源组件还具备射出红色波段光的红色光源。
17.根据权利要求12所述的光源组件，其特征在于，上述激励光源为射出紫外线波段光的光源；上述荧光板通过将具备红色荧光体层的上述荧光发光区域、具备绿色荧光体层的上述荧光发光区域、具备蓝色荧光体层的上述荧光发光区域沿周向并设而得到，上述红色荧光体层接受来自上述激励光源的射出光并射出红色波段光，上述绿色荧光体层接受来自上述激励光源的射出光并射出绿色波段光，上述蓝色荧光体层接受来自上述激励光源的射出光并射出蓝色波段光。
18.一种投影仪，其特征在于，具备根据权利要求15 17中的任一项所述的光源组件；显示元件；光源侧光学系统，将来自上述光源组件的射出光向上述显示元件射出；投影侧光学系统，将由上述显示元件生成的投影光朝向屏幕而射出；以及投影仪控制机构，进行上述光源组件、显示元件的控制。
全文摘要
一种光源组件，具备作为荧光板的荧光轮，该荧光轮将在反射面上具有接受激励光而射出红色及绿色波段光的红色及绿色荧光体的荧光发光区域、与使激励光扩散透射的扩散透射区域沿周向并设；以及激励光源，向荧光板照射激励光；荧光板的荧光体层的激励光入射面具有形成了多个凹凸的表面结构，该表面结构的形状形成为，将多个正四棱锥排列为阵列状并使相邻的正四棱锥的底部外周相接，该正四棱锥相对于基材的升角θ形成为30度以上，该正四棱锥的底部外周的一条边的长度为10～100μm的范围。
文档编号G03B21/00GK102419507SQ20111034849
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月23日 优先权日2010年9月24日
发明者中村英贵, 增田弘树, 宫崎健, 小椋直嗣, 川上康之, 马峰治 申请人:卡西欧计算机株式会社, 斯坦雷电气株式会社