光源设备和投影仪制造技术

一种光源设备(1)，具有：光源(1a)；荧光体单元(1l)，该荧光体单元(11)设置有荧光体区域和反射区域，并且移动使得从光源(1a)出射的蓝色光顺序地照射到荧光体区域和反射区域；和二向色镜(1h)，该二向色镜(1h)将从光源(1a)出射的蓝色光的第一直线偏振光引导到荧光体单元(1l)，并且来自荧光体区域的荧光输入到该二向色镜(1h)上，并且来自反射区域的蓝色光输入到该二向色镜(1h)上。1/4波长板(1i)被设置在二向色镜(1h)和荧光体单元(1l)之间的光路上，并且偏振光分离元件(1f)被设置在二向色镜(1h)和光源(1a)之间的光路上。二向色镜(1h)被布置使得来自反射区域的蓝色光的中心光线的入射角大于45°。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括荧光体的光源设备以及一种使用该光源设备的投影仪。
技术介绍
专利文献1描述了使用荧光体作为光源的投影仪的光源设备。图1图示光源设备的构造。参照图1，激发光源116包括多个蓝色激光二极管(LD)。从激发光源116输出的蓝色激发光被准直透镜阵列106转换成平行光束，并且随后进入二向色镜115。激发光源116被布置成使得输出光能够作为S偏振光进入二向色镜115。二向色镜115被布置成使得蓝色激发光的入射角能够为45°。图2图示二向色镜115的光谱透射特性。竖直轴表示透射率，并且水平轴表示波长(nm)。实线表示关于S偏振光的光谱透射特性，并且虚线表示关于P偏振光的光谱透射特性。S偏振光的截止波长是456nm，并且P偏振光的截止波长是434nm。截止波长是具有50％的透射率的波长。二向色镜115具有对于S偏振光透射456nm以上的光并且反射小于456nm的光的特性，并且具有对于P偏振光透射434nm以上的光并且反射小于434nmnm的光的特性。例如，蓝色激发光的波长是445nm。来自激发光源116的蓝色激发光(S偏振光)被二向色镜115反射。被二向色镜115反射的蓝色激发光(S偏振光)通过1/4波长板108从而被转换成圆偏振光。通过1/4波长板108的蓝色激发光(圆偏振光)被聚光透镜109会聚到荧光体层103上。荧光体层103形成在其上形成有二向色涂层(dichroic coating)的基板上。基板在周向方向上被划分为第一至第三部分，并且荧光体层103包括形成在第一部分中的红色荧光体区域和形成在第二部分中的绿色荧光体区域。第三部分被施加反射涂层。通过旋转基板使蓝色激发光(圆偏振光)顺序地照射第一至第三部分。在第一部分中，被蓝色激发光激发的荧光体出射红色荧光。在第二部分中，被蓝色激发光激发的荧光体出射绿色荧光。在第三部分中，蓝色激发光(圆偏振光)在反射涂层表面上被反射。来自第一部分的红色荧光、来自第二部分的绿色荧光和在第三部分的反射涂层表面上反射的蓝色光(圆偏振光)顺序地通过聚光透镜109和1/4波长板108。这里，来自第三部分的蓝色光(圆偏振光)在其通过1/4波长板108后被转换为P偏振光。红色荧光、绿色荧光和蓝色光(P偏振光)分别地通过二向色镜115。通过二向色镜115的红色荧光、绿色荧光和蓝色光(P偏振光)是光源设备的输出光。引用列表专利文献专利文献1：JP2012-108486A
技术实现思路
由于个体差异，所以存在LD的发光波长的变化。此外，由于LD发光波长也依赖于温度变化，所以当考虑此温度依赖性时，LD发光波长的变化会更大。因此，在专利文献1描述的光源设备中，依赖于用作激发光光源的LD，可能难以通过二向色镜115从第三部分偏振和分离激发光(S偏振光)或蓝色光(P偏振光)，因此造成光源设备的光输出强度的下降。在下文中，将具体地描述此问题。通常，由个体差异造成的LD的发光波长的变化范围在发光光谱的峰值波长中是约15nm，并且在发光光谱的半值范围中是约30nm。这里，发光光谱的半值范围的变化的范围表示：当由波长X1和X2(>X1)表示半值宽度时，在具有最长峰值波长的LD的发光光谱的半值宽度的波长X2和具有最短峰值波长的LD的发光光谱的半值宽度的波长X1之间的差。例如，设计成使得发光光谱的峰值波长能够为445nm的LD的发光波长的变化范围在发光光谱的半值范围中是约430nm到460nm。另一方面，根据图2中图示的二向色镜115的光谱透射特性，在从作为P偏振光的截止波长的434nm到作为S偏振光的截止波长的456nm的波长区域中，S偏振光和P偏振光能够分离。其中允许这种偏振光分离的波长区域被包括在前述LD的发光波长的变化的范围430nm至460nm中。相应地，依赖于用作激发光源的LD，发光光谱的半值范围的波长X1或X2可以等于或小于作为P偏振光的截止波长的434nm或等于或大于作为S偏振光的截止波长的456nm。例如，当使用其中发光光谱的波长X1或X2超过456nm的LD时，来自LD的激发光透射通过二向色镜115。在此情况中，不能够用激发光照射第一至第三部分。例如，当使用其中发光光谱的波长X1或X2小于434nm的LD时，能够用激发光照射第一至第三部分。然而，由于其被二向色镜115反射，所以来自第三部分的蓝色光(P偏振光)不能够用作光源设备的输出光。本专利技术的目的是提供能够降低LD的发光波长的变化的影响的光源设备和使用该光源设备的投影仪。为了实现目的，根据本专利技术的方面，提供光源设备，包括：光源，该光源出射具有在蓝色波长区域中的峰值波长的蓝色光；偏振光分离元件，该偏振光分离元件被设置为反射或透射第一直线偏振光，偏振光分离元件反射或透射蓝色光的第一直线偏振光；二向色镜，该二向色镜被设置为反射或透射第一直线偏振光，二向色镜反射或透射来自偏振光分离元件的反射光或透射光；荧光体单元，该荧光体单元包括其中设置荧光体的荧光体区域和其中反射入射光的反射区域，该荧光体单元是可移动的，使得来自二向色镜的反射光或透射光顺序地照射到荧光体区域和反射区域；和1/4波长板，该1/4波长板被设置在二向色镜和荧光体单元之间的光路上，其中，布置二向色镜使得在反射区域中反射的蓝色光的中心光线的入射角大于45°。根据本专利技术的另一方面，提供投影仪，包括：前述光源设备；显示元件，该显示元件空间地调制从光源设备输出的光以形成图像；和投射光学系统，该投射光学系统放大并且投射由显示元件形成的图像。附图说明图1是图示专利文献1中描述的光源设备的构造的示意图。图2是图示图1中图示的光源设备的二向色镜的光谱透射特性的特性图。图3是图示根据本专利技术的第一示例性实施例的光源设备的构造的示意图。图4是图示在图3中图示的光源设备中使用的荧光体轮的示例的示意图。图5是图示在图3中图示的光源设备中使用的颜色轮的示例的示意图。图6是图示在图3中图示的光源设备的二向色镜的光谱透射特性的特性图。图7是图示根据比较例的二向色镜的光谱透射特性的特性图。图8是图示包括本专利技术的光源设备的投影仪的示例的示意图。附图标记1a 光源1b准直透镜1c至1e、1j、1k、1m 透镜1f 偏振光分离元件1g 漫射板1h 二向色镜1i 1/4波长板1l 荧光体单元1n 颜色过滤器单元具体实施方式下面，将参照附图描述本专利技术的示例性实施例。(第一示例性实施例)图3图示出根据本专利技术的第一示例性实施例的光源设备的构造。参照图3，光源设备1包括光源1a、准直透镜1b、透镜1c至1e、1j、1k、和1m、偏振光分离元件1f、漫射板1g、二向色镜1h、1/4波长板1i、荧光体单元1l和颜色过滤器单元1n。光源1a包括蓝色激光二极管(LD，激光二极管)，该蓝色激光二极管用于输出具有在蓝色波长区域中的峰值波长的蓝色光。例如，光源1a包括被布置在6×4的矩阵中的蓝色LD。然而，蓝色LD的数目不限于24。可以随需要增加/减少蓝色LD的数目。准直透镜1b为每个蓝色LD设置，并且将从蓝色LD输出的蓝色光转换成平行光束。透镜1c至1e将从光源1a经由准直透镜1b进行入射的每个蓝色光(入射光束)转换成其中光束直径减小的平行光束。通过将输出光束的直径设定为小于入射光束的直径，能够减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源设备，包括：光源，所述光源出射具有在蓝色波长区域中的峰值波长的蓝色光；偏振光分离元件，所述偏振光分离元件被设置为反射或透射第一直线偏振光，所述偏振光分离元件反射或透射所述蓝色光的第一直线偏振光；二向色镜，所述二向色镜被设置为反射或透射所述第一直线偏振光，所述二向色镜反射或透射来自所述偏振光分离元件的反射光或透射光；荧光体单元，所述荧光体单元包括其中设置荧光体的荧光体区域和其中反射入射光的反射区域，所述荧光体单元是可移动的，使得来自所述二向色镜的反射光或透射光顺序地照射到所述荧光体区域和所述反射区域；和1/4波长板，所述1/4波长板被设置在所述二向色镜和所述荧光体单元之间的光路上，其中所述二向色镜被布置成使得在所述反射区域中被反射的所述蓝色光的中心光线的入射角大于45°。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光源设备，包括：光源，所述光源出射具有在蓝色波长区域中的峰值波长的蓝色光；偏振光分离元件，所述偏振光分离元件被设置为反射或透射第一直线偏振光，所述偏振光分离元件反射或透射所述蓝色光的第一直线偏振光；二向色镜，所述二向色镜被设置为反射或透射所述第一直线偏振光，所述二向色镜反射或透射来自所述偏振光分离元件的反射光或透射光；荧光体单元，所述荧光体单元包括其中设置荧光体的荧光体区域和其中反射入射光的反射区域，所述荧光体单元是可移动的，使得来自所述二向色镜的反射光或透射光顺序地照射到所述荧光体区域和所述反射区域；和1/4波长板，所述1/4波长板被设置在所述二向色镜和所述荧光体单元之间的光路上，其中所述二向色镜被布置成使得在所述反射区域中被反射的所述蓝色光的中心光线的入射角大于45°。2.根据权利要求1所述的光源设备，其中，所述二向色镜关于所述第一直线偏振光具有以下第一特性：其中波长等于或长于第一波长的光透射并且其中波长短于所述第一波长的光被反射，所述第一波长长于所述蓝色光的波长；并且所述二向色镜关于与所述第一直线偏振光垂直的第二直线偏振光具有以下第二特性：其中波长等于或长于第二波长的光透射并且其中波长短于所述第二波长的光被反射，所述第二波长短于所述蓝色光的波长，所述二向色镜将从所述反射区域经由所述1/4波长板进行入射的所述第二直线偏振光的一部分反射到所述偏振光分离元件侧，其中，所述偏振光分离元件具有以下特性：其中所述第一直线偏振光被反射并且所述第二直线偏振光透射，所述偏振光分离元件透射来自所述二向色镜的所述第二直线偏振光。3.根据权利要求2所述的光源设备，其中，所述二向色镜被构造成使得在所述第一波长和所述第二波长之间的差大于30nm。4.根据权利要求1所述的光源设备，其中，所述二向色镜关于所述第一直线偏振光具有以下第一特性，其中波长等于或短于第一波长的光透射并且其中波长长于所述第一波长的光被反射，所述第一波长长于所述蓝色光的波长；并且所述二向色镜关于与所述第一直线偏振光垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：松原正晃，若林修，
申请(专利权)人：NEC显示器解决方案株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP