本发明专利技术提供一种固件光源装置，其能够利用固体元件构成，适于采用为投影型显示装置的光源。该固体光源装置具备：发射激发光的光源单元(10)；用于使来自固件发光部的激发光聚光为点状的由抛物面构成的反射镜(反射器)(130)；在被反射镜(反射器)点状聚光于其焦点上的激发光的焦点附近，交替反复进行激发光的反射散射/透过散射和激发光的波长变换的圆盘(圆轮)部件(140)；将被该圆盘(圆轮)部件反射散射/透过散射的激发光(B色)和变换了波长的荧光(Y色)，用上述反射镜(反射器)(130)或第二反射镜(反射器)(130’)在同一光路上取出，输出从点光源出射的白光。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用发光二极管或半导体激光器等固体元件作为光源、并作为节能优秀的光源受到关注的固体光源装置，特别涉及的固件光源装置适用于根据影像信号对来自光源的光使用透过型或反射型液晶面板、或者多个微镜排列而成的数字微镜器件(DMD)等进行光强度调制，并将形成的光学像放大投影的投影型显示装置。
技术介绍
近年来，利用发光二极管或半导体激光器等固体元件代替现有的灯和荧光灯的节能优秀的光源，正广泛地被用作照明装置。另一方面，在例如根据以下专利文献1可知的投影型显示装置中，将根据影像信号利用光阀对来自光源的光进行光强度调制，并将形成的光学像放大投影的光学单元，与驱动电路、电源电路及冷却用风扇等一起收纳在框体内。在该现有的投影型显示装置中，特别是为了在投影面上确保充分的亮度，作为照明光学系统，主流上通常使用单位输入功率的发光效率较高(例如701m/W)的超高压水银灯作为光源。然而，如果使用产生白光的放电灯，则需要高压电源，其难以使用并且寿命短、耐冲击性低，因此，为了取而代之，提出了利用发光二极管或激光二极管等固体光源作为投影型显示装置的光源的各种方案。例如，在日本特开2002-268140号公报中，提出了将阵列状排列发射三原色即红色R、绿色G和蓝色B的光的发光二极管而成的面状光源配置于按R、G、B对应的光调制器 (光阀)的背面的投影型显示装置。此外，在日本特开2004-341105号公报公开的投影型显示装置中，作为该投影型显示装置的光源，使用作为固体光源的发射紫外线的发光二极管，使该紫外线依次照射由 R、G、B的荧光体层形成的色轮(colorwheel)，转换成R光、G光、B光，使各色光依次通过空间调制器由投影透镜放大投影，从而显示光学像。另外，日本特开2009-277516号公报提出了为了防止紫外线带来的损伤，保证光学部件的寿命，使用产生蓝光的发光二极管或激光发光器来取代上述发射紫外线作为激发光的发光二极管。此外，日本特开2009-259583号公报公开了在使用多个发光二极管并将射出的光线束会聚起来利用的情况下，用于消除尤其是来自绿色发光二极管的光量不足的问题的结构。即，提出了具备第三光源的光源装置，利用分色镜对来自G色的发光二极管的光合成来自B色的发光二极管的光(激发光)，该第三光源透过G光并且会因吸收B光而激发发射G光。
技术实现思路
如上所述，由于投影型显示装置中用作光源的超高压水银灯大量地产生紫外线， 对构成照明光学系统的液晶阀和偏振片等——尤其是由有机物构成的部件产生很大的损伤，因此上述部件的寿命会减少。而且，该灯本身也会在比较短的时间内发生由于电极的耗损和发光管的白浊化而引起亮度降低。另外，还存在由于含有水银而导致废弃处理困难等问题。因此，如上所述，为了取代该超高压水银灯，在上述的专利文献中提出了各种利用发光二极管或激光二极管等固体光源的投影型显示装置的光源，然而，尤其是作为投影型显示装置的光源，仍存在以下问题。S卩，投影型显示装置，利用透过型或反射型液晶面板，或者多个微镜排列在一起的数字微镜器件(DMD)等，根据影像信号对从以超高压水银灯为代表的发光效率高的点状光源射出的白光进行光强度调制，并将所形成的光学像放大投影(光学元件部分)。对于这一点，包括上述专利文献在内的现有技术所提出的光源装置(固体光源)不一定能提供适合投影型显示装置的光源。即，利用上述现有的光源装置得到的光，是将集聚配置在较大面积上的大量固体光源所射出的光会集而成的，因此，在采用上述的固体光源取代现有的水银灯——而不是形成光量足够的白光点光源的情况下，包含光强度调制部在内的光学系统部分不能得到充足的性能，会造成投影面上产生白平衡的劣化和颜色不均。于是，本专利技术鉴于上述现有的技术中所存在的问题点而完成，进一步地说，其目的是提供适于用作投影型显示装置中的光源的固件光源装置。根据本专利技术，为了达成上述目的，本专利技术提供的固体光源装置包括发射激发光的固体发光部；用于使来自上述固体发光部的激发光聚光为点状的聚光单元；在被上述聚光单元聚光为点状的激发光的焦点附近，交替反复进行该激发光的反射散射和该激发光的波长变换的反射散射/波长变换单元；和在同一光路上取出被上述反射散射/波长变换单元反射散射的激发光和被上述反射散射/波长变换单元变换了波长的激发光，由此输出从大致点光源射出的白光的单元。此外，作为被来自发光二极管或激光器等固体发光元件的激发光激发的荧光体，只要选择发射与激发光相对于白色成补色关系的波长区域的光束的物质，就能够以简单的结构实现高效率的光源。此外，根据本专利技术，在上述固体光源装置中，优选上述固体发光部由配置在平面上的多 个发光二极管或半导体激光元件构成，优选上述发光二极管或半导体激光元件产生蓝光，另外，优选来自上述固体发光部的激发光是偏振面统一在一个方向上的蓝光。作为被蓝色波段的激发光激发的荧光体，一般使用高效率地发射与蓝光成补色关系的黄光的 Y3Al5O12:Ce (钇铝石榴石=YAG)荧光体，但并不限于此。此外，YAG荧光体的发光光谱和最佳激发光的波长会因组成的不同而各不相同，只要考虑到Y3Al5O12 = Ce在绿色波段相对能量强度较高以及(Y，GcD3Al5O12:Ce在红色波段相对能量强度较高等必要的特性进行适当选择即可。作为其它的会被蓝色波段的激发光激发发光的黄色荧光体，还已知有硅酸盐类(Sr， Ba)#102荧光体等。此外，优选上述蓝光的峰值波长为460nm左右，但也可以采用以下结构， 艮口，以峰值波长为430nm左右的蓝光为激发光，并包括以下两种区域使激发光的一部分扩散并透过，并且使一部分激发蓝绿色(Green-Blue)荧光体，发射以510nm左右为峰值波长的蓝绿色波段光的区域；和具有发射与蓝光成补色关系的黄光的荧光体的区域。作为蓝绿色(Green-Blue)荧光体，有 Ca8MgSi4O16C12:Eu、Sr4Al14O25:Eu 和 BaSi2O2N2 = Eu 等。特别是，在使用上述反射散射/波长变换单元的情况下，在上述固体光源装置中优选的是，上述聚光单元和上述白光的输出单元，共同具备由抛物面或椭球面构成的镜面和与该镜面对置且相对其旋转轴方向倾斜配置的分离镜，该分离镜使偏振面统一在一个方向上的激发光向该镜面反射，并使其它方向的激发光透过。此外优选的是，上述反射散射/波长变换单元在基材上形成有反射散射面和由荧光体构成的荧光面，并且通过该基材的移动来交替反复该激发光的反射散射和该激发光的波长变换。另外优选的是，上述反射散射/ 波长变换单元在圆盘状的基材上形成有上述反射散射面和由荧光体构成的上述荧光面，并且通过该圆盘状的基材的旋转运动来交替反复该激发光的反射散射和该激发光的波长变换。此 射面反射散射的激发光的偏振方向进行变更的透过膜，或者，在上述基材的表面的形成有上述反射散射面和上述荧光体的一部分，且在上述聚光为点状的激发光的焦点附近，形成有大量用于对来自该焦点附近的上述反射散射面或上述荧光体的散射光赋予方向性的微小的凹部。另一方面，在使用上述透过散射/波长变换单元的情况下，在上述固体光源装置中优选的是，上述聚光单元和上述白光的输出单元，分别具备由抛物面或椭球面构成的镜面，并且在该聚光单元的镜面与该白光的输出单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种固体光源装置，其特征在于，包括：发射激发光的固体发光部；用于使来自所述固体发光部的激发光聚光为点状的聚光单元；在被所述聚光单元聚光为点状的激发光的焦点附近，交替反复进行该激发光的反射散射和该激发光的波长变换的反射散射／波长变换单元；和在同一光路上取出被所述反射散射／波长变换单元反射散射的激发光和被所述反射散射／波长变换单元变换了波长的激发光，由此输出从大致点光源射出的白光的单元。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平田浩二，池田英博，木村展之，
申请(专利权)人：日立民用电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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