光源设备和使用所述光源设备的投影仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及改善光源设备和使用所述光源设备的投影仪，光源设备用于通过图像形成元件(图像形成单元)通过以时分(time-dividing)方式使用蓝色分量的光、红色分量的光和绿色分量的光(不同颜色分量的光)照射图像形成元件在屏幕上形成颜色图像。
【背景技术】
[0002]过去，已知一种通过图像形成元件通过以时分方式将蓝色分量的光、红色分量的光和绿色分量的光投影到图像形成元件上来在屏幕上形成颜色图像(参见例如JP2013-101317A)。
[0003]在JP2013-101317A中公开的投影仪包括被配置为发出蓝色光的激光源、被配置为通过由蓝色光激发来生成荧光的荧光部件、以及被布置为与激光源的光路径倾斜的旋转反射部件(旋转轮)。旋转反射部件具备被配置为反射光的第一区域和被配置为不反射光的第二区域。
[0004]使用该配置，即使当激光源以高能量发出激光时，使用激光照射荧光部件，同时通过旋转反射部件切换光路径，并且从而可以减少诸如荧光部件的光学成分的热量生成。
【发明内容】
[0005]将投影光投影在屏幕上具有这种不方便特征，即投影光的颜色是不可调节的，因为颜色由光源的光谱特性和荧光的光谱特性确定。
[0006]具体地，人眼对蓝色光具有低敏感度。出于该原因，如果蓝色激光被用作用于荧光部件的激发光，并且还被用作屏幕上的投影光，则缺点在于在屏幕上形成的原始图像看上去暗。
[0007]本发明鉴于前述情况进行，并且目的在于提供光源设备和使用所述光源设备的投影仪，光源设备能够调节颜色再现范围。
[0008]根据本发明的光源设备，包括:激发光源，被配置为发出要用作激发光和投影光的颜色分量的照射光;荧光部件，被布置在激发光路径中，并且被配置为当使用所述照射光照射时生成荧光，所述荧光具有与所述照射光的颜色分量不同的颜色分量;光路径合并单元，被配置为将荧光路径与投影光路径合并，以所述照射光的照射生成的荧光通过所述荧光路径被传递，所述照射光作为所述投影光通过所述投影光路径被传递；以及光路径切换部件，被配置为在所述激发光路径和所述投影光路径之间切换所述照射光。所述光路径切换部件包括至少第一反射透射区域和第二反射透射区域，所述第一反射透射区域具有向所述投影光路径传递照射光的一部分和向所述激发光路径传递照射光的其余部分的反射指数或透射指数，所述第二反射透射区域具有向所述激发光路径传递照射光的一部分和向所述投影光路径传递照射光的剩余部分的反射指数或透射指数，以及所述第一反射透射区域和所述第二反射透射区域的反射指数或所述第一反射透射区域和所述第二反射透射区域的透射指数彼此不同。
[0009]在本发明中，第一反射透射区域和第二反射透射区域被形成在光路径切换部件中，并且被设置为具有不同的反射指数或透射指数。因此，第一反射透射区域和第二反射透射区域从激发光源透射和反射不同光量的照射光，使得彼此不同的颜色分量的投影光和荧光可以彼此混合。因此，可以产生使能颜色再现范围的调节的效果。
【附图说明】
[0010]图1是图示根据本发明的实施例1的用于投影仪的光学系统中的主要组件的光学图。
[0011 ]图2是作为图1中图示的光路径切换部件的光路径切换盘的平面图。
[0012]图3是作为图1中图示的颜色分量切换部件的颜色分量切换盘的平面图。
[0013]图4是用于示意性解释由图1中图示的光路径切换盘、颜色分量切换盘、激光二极管和荧光部件生成的具有B、R、G和Y的颜色分量的投影光的光量和投影时段之间的关系的时序图。
[0014]图5是图1中图示的荧光部件的修改示例的解释图。
[0015]图6是根据本发明的实施例2的用于投影仪的光学系统中的主要组件的光学图。
[0016]图7是图示图6中图示的光路径切换盘(颜色分量切换盘)的示意平面图。
[0017]图8是根据本发明的实施例3的用于投影仪的光学系统中的主要组件的光学图。
[0018]图9是图示图8中图示的光路径切换盘的示意平面图。
[0019]图10是用于示意性解释由图9中图示的光路径切换盘、激光二极管、发光二极管和荧光部件生成的具有B、R和G的颜色分量的投影光的光量和投影时段之间的关系的时序图。
[0020]图11是图示根据实施例3的修改示例I的光路径切换盘的示意平面图。
[0021]图12是用于示意性解释在使用根据实施例3的修改示例I的光路径切换盘的情况下由光路径切换盘、激光二极管、发光二极管和荧光部件生成的具有B、R和G的颜色分量的投影光的光量和投影时段之间的关系的时序图。
[0022]图13是图示根据实施例3的修改示例2的用于投影仪的光学系统中的主要组件的光学图。
[0023 ]图14A到图14C呈现用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例I的图。图14A呈现屏幕上的颜色分量R的光谱的强度分布。图14B呈现屏幕上的颜色分量G的光谱的强度分布。图14C呈现屏幕上的颜色分量Y的光谱的强度分布。
[0024]图15是用于解释在其中使用具有465nm的波长的激光并且在屏幕上的图1中图示的光学系统的照明(lighting)效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B被设置为32%，并且对于黄色分量Y被设置为80 %的条件下，并且在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有100%的反射指数，并且第二反射透射区域具有100%的透射指数时的颜色再现范围的色度(chromat i c i ty)图。
[0025]图16是用于解释在与用于获得图15中图示的色度图的条件相同的条件下，但在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有95%的反射指数和5%的透射指数，并且第二反射透射区域具有95%的透射指数和5%的反射指数时的颜色再现范围的色度图。
[0026]图17是对于图1中图示的光学系统I的颜色再现范围的具体示例I的比较示例的颜色再现范围的解释图，并且是用于解释在与用于获得图16中图示的色度图的条件相同的条件下，但在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有90%的反射指数和10%的透射指数，并且第二反射透射区域具有90%的透射指数和10%的反射指数时的颜色再现范围的色度图。
[0027]图18是表示在其中使用具有465nm的波长的激光并且在屏幕上的图1中图示的光学系统的照明效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B被设置为32 %，并且对于黄色分量Y被设置为80 %的条件下，通过比较其中图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有100%的反射指数，并且第二反射透射区域具有100%的透射指数，以及图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有95%的反射指数和5%的透射指数，并且第二反射透射区域具有95%的透射指数和5%的反射指数的情况的视觉敏感度的表。
[0028]图19是用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是用于解释在其中使用具有380nm的波长的激光并且在屏幕上的图1中图示的光学系统的照明效率对于红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B被设置为32%，并且对于黄色分量Y被设置为80 %的条件下，并且在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有100 %的反射指数，并且第二反射透射区域具有100 %的透射指数时的颜色再现范围的色度图。
[0029]图20是用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是用于解释在与用于获得图19中图示的色度图相同的条件下，在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有99.9 %的反射指数和0.1 %的透射指数时混合蓝色分量和绿色分量来获得的颜色再现范围的色度图。
[0030]图21是用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是用于解释在其中使用具有440nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图20中图示的色度图相同的照明效率的条件下，在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有90%的反射指数和10%的透射指数时混合蓝色分量和绿色分量来获得的颜色再现范围的色度图。
[0031]图22是用于解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是在其中使用具有470nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图20中图示的色度图相同的照明效率的条件下，在假设图1中图示的光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有97%的反射指数和3%的透射指数时混合蓝色分量和绿色分量来获得的颜色再现范围的色度图。
[0032]图23是用于相对于激光的波长解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是在其中使用具有380nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图19和20中图示的色度图相同的照明效率的条件下，并且在假设光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有99.8 %的反射指数和0.2%的透射指数时的颜色再现范围的色度图。
[0033]图24是用于相对于激光的波长的改变解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是在其中使用具有440nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图23中图示的色度图相同的照明效率的条件下，但是在假设光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有91%的反射指数和9%的透射指数时的颜色再现范围的色度图。
[0034]图25A是用于相对于激光的波长的改变解释图1中图示的光学系统的颜色再现范围的具体示例2的图，并且是在其中使用具有470nm的波长的激光并且将照明效率设置为与用于获得图24中图示的色度图相同的照明效率的条件下，但是在假设光路径切换盘被形成为使得第一反射透射区域具有98%的反射指数和2%的透射指数时的颜色再现范围的色度图。
[0035]图25B是用于解释具体示例3的光学系统的解释图。
[0036]图26是用于通过使用图13中图示的光学系统来解释具体示例4的图，并且是图示图13中图示的红色光的光谱的强度分布的特性图。
[0037]图27是用于使用图13中图示的光学系统来解释具体示例4的颜色再现范围的色度图。
【具体实施方式】
[0038](实施例1)
[0039]图1是图示根据本发明的实施例1的包括光源设备的投影仪的光学系统的主要组件的光学图。图1中，参考标号I指示光源单元。光源单元I主要包括激光二极管(LD)la、耦合透镜Ib和聚光透镜lc。
[0040]多个激光二极管Ia被提供在驱动电路板2上。激光二极管Ia每一个具备一个耦合透镜lb。
[0041]来自激光二极管Ia的激光通过耦合透镜Ib聚集并且作为准直光被传递到聚光透镜Ic0
[0042]聚光透镜Ic具有聚集通过耦合透镜Ib准直的激光的功能。
[0043]这里，提供其中激光二极管Ia在