CN102540678B - 光源装置及投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明的光源装置，其特征在于，具备：第一光源，照射规定波段的激励光；光路切换部，将从上述第一光源照射的光以分时方式切换为向第一方向照射的第一光和向第二方向照射的第二光；发光板，形成有荧光体层，该荧光体层接受上述第二光而发出与上述激励光不同波段的荧光光；以及导光光学***，将上述第一光和上述荧光光引导向同一光路。

Description

光源装置及投影仪

关联申请交叉参考说明

在此引用并记载了于2010年12月14日申请的日本专利申请第2010-278193号及于2011年10月28日申请的日本专利申请第2011-236998号的说明书、权利要求书、附图及说明书摘要中公开的所有内容。

技术领域

本发明涉及光源装置及投影仪。

背景技术

当今，经常使用数据投影仪，数据投影仪是将个人计算机的画面或视频图像以及存储在存储卡等中的图像数据的图像等投影到屏幕上的图像投影装置。该投影仪是将从光源射出的光聚光到称作DMD的微镜显示元件或液晶板上，从而使彩色图像显示在屏幕上的装置。

在这种投影仪中，以往将高亮度的放电灯作为光源是主流，但是，近年来，开发了把红色、绿色、蓝色的发光二极管或有机EL(电致发光)等固体发光元件用作光源的技术，并且已经提出有多种方案。

此外，在日本特开2004-341105号公报中，提出了如下的方法：将具有不同的发光波长的多个荧光体涂敷在基板上，并使基板旋转，之后向基板照射紫外线激励光源，从而生成多种颜色。

但是，在日本特开2004-341105号公报中，由于通过将荧光体涂敷到基板上的角度机械地决定各颜色的分时比率(time-sharing ratio)，因此，例如，在装置动作中不能够变更为任意的角度，并且，为了调整装置动作中的每个颜色的光量的偏差，需要更换涂敷了荧光体的基板。

发明内容

本发明的光源装置，具备：

第一光源，照射规定波段的激励光；

光路切换部，将从上述第一光源照射的光以分时方式切换为向第一方向照射的第一光和向第二方向照射的第二光；

发光板，形成有荧光体层，该荧光体层接受上述第二光而发出与上述激励光不同波段的荧光光；以及

导光光学***，将上述第一光和上述荧光光引导向同一光路。

此外，本发明的投影仪具备：

上述光源装置；

显示元件；

光源侧光学***，将来自光源装置的光引导向上述显示元件；

投影侧光学***，将从上述显示元件射出的图像向屏幕投影；以及

投影仪控制部，对上述光源装置和上述显示元件进行控制。

本发明的优点置于本说明书的后面的第四部分，并且本发明的部分优点通过说明变明显，或通过实施本发明得知。本发明的优点能够通过在后面详细指出的装置和组合来实现。

附图说明

所附的附图结合并包含于本发明的一部分，说明本发明的实施方式，并与上面给出的总的说明以及下面给出的实施方式的说明一起，用于解释本发明的原理。

图1是表示本发明的实施方式的投影仪的外观立体图。

图2是本发明的实施方式的投影仪的功能模块图。

图3是表示本发明的实施方式的投影仪的内部构造的平面示意图。

图4是表示本发明的实施方式的投影仪的光源装置的结构例的平面示意图。

图5是关于本发明的实施方式的投影仪的光路切换部的分时控制的说明图。

图6是表示本发明的实施方式的投影仪的光源装置的另一结构例的平面示意图。

图7是表示本发明的实施方式的投影仪的光源装置的另一结构例的平面示意图。

图8是关于本发明的实施方式的投影仪的偏光变换部的分时控制的说明图。

图9是表示本发明的实施方式的投影仪的光源装置的另一结构例的平面示意图。

图10是表示本发明的实施方式的投影仪的光源装置的另一结构例的平面示意图。

图11是关于本发明的实施方式的投影仪的光路切换机构的分时控制的说明图。

图12是表示本发明的实施方式的投影仪的光源装置的另一结构例的平面示意图。

图13是表示本发明的实施方式的投影仪的光源装置的另一结构例的平面示意图。

图14是涉及本发明的实施方式的投影仪的光路切换机构的分时控制的说明图。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

下面，对用于实施本发明的方式进行说明。图1是投影仪10的外观立体图。此外，在本实施方式中，投影仪10中的左右是指相对于投影方向的左右方向，前后是指相对于投影仪10的屏幕侧方向及光线束的行进方向的前后方向。

此外，如图1所示，投影仪10是大致长方体形状，在作为投影仪框体前方的侧板的正面板12的侧方，具有覆盖投影口的透镜盖19，并且，在该正面板12上设有多个吸气孔18。并且，虽然未图示，但是具有接收来自遥控器的控制信号的Ir接收部。

此外，在框体的上面板11上设有键/指示器部37，在该键/指示器部37上，配置了：电源开关键和用于通知电源的开启或关闭的电源指示器；切换投影的开启和关闭的投影开关键；在光源装置、显示元件或控制电路等过热时进行通知的过热指示器等的键和指示器等。

并且，在框体的背面，在背面板上设有输入输出连接器部以及电源适配器等的各种端子20，在输入输出连接器上设有USB端子、图像信号输入用的D-SUB端子、S端子、RCA端子、声音输出端子等。此外，在背面板上，形成有多个吸气孔。此外，在作为未图示的框体的侧板的右侧板，以及作为图1所示的侧板的左侧板15上，分别形成有多个排气孔17。此外，在左侧板15的背面板附近的角部，还形成有吸气孔18。

接着，关于投影仪10的投影仪控制部，使用图2的功能模块图进行说明。投影仪控制部包括：控制部38、输入输出接口22、图像变换部23、显示编码器24、显示驱动部26等。该控制部38进行投影仪10内的各电路的动作控制，并由CPU和ROM及RAM等构成，该ROM中固定存储了各种设置等的动作程序，该RAM用作执行存储器(work memory)。

此外，通过该投影仪控制部，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、***总线(SB)而在图像变换部23变换为统一成适合显示的规定格式的图像信号之后，输出到显示编码器24。

此外，显示编码器24在将所输入的图像信号展开存储到视频RAM25中之后，根据该视频RAM25的存储内容生成视频信号并输出到显示驱动部26。

显示驱动部26具有显示元件控制部的功能，与从显示编码器24输出的图像信号对应地，以适当帧率驱动作为空间光调制元件(SOM)的显示元件51。此外，该投影仪10通过将从光源装置60射出的光线束照射到显示元件51上，用显示元件51的反射光形成光像，经过后述的投影侧光学***，向未图示的屏幕投影显示图像。

此外，该投影侧光学***的活动透镜组235利用透镜马达45进行用于改变焦距调整或聚焦调整的驱动。

此外，图像压缩/解压缩部31进行如下的记录处理：通过ADCT及哈夫曼编码等的处理，将图像信号的亮度信号及色差信号进行数据压缩，并依次写入作为自由拆装的记录介质的存储卡32。并且，图像解压部31进行如下处理：在再现模式时，读取记录在存储卡32中的图像数据，并按1帧单位对构成一系列动态图像的各个图像数据进行解压缩，经由图像变换部23将该图像数据输出给显示编码器24，根据存储在存储卡32中的图像数据进行动态图像等的显示。

此外，将由设在框体的上面板11上的主键及指示器等构成的键/指示器部37的操作信号直接送出到控制部38，而来自遥控器的键操作信号由Ir接收部35接收，将由Ir处理部36解调后的代码信号输出到控制部38。

此外，在控制部38上，经由***总线(SB)连接了声音处理部47。该声音处理部47具备PCM声源等的声源电路，在投影模式及再现模式时将声音数据进行模拟化，并驱动扬声器48进行扩音放音。

此外，控制部38对作为光源控制部的光源控制电路41进行控制，该光源控制电路41控制光源装置60，以使生成图像时所需的规定波段光从光源装置60射出。该光源装置60具备：具备蓝色激光发射器的激励光照射装置、红色光源装置、以及具有荧光轮的荧光发光装置。此外，光源控制电路41具备对光路切换部240进行控制的光路切换控制部41a，并具有基于光路切换控制部41a的后述的切换衍射光栅(switching diffraction grating)的开启关闭控制、或后述的偏光变换部的通电的开启关闭控制等功能。

并且，控制部38使冷却风扇驱动控制电路43进行基于设在光源装置60等上的多个温度传感器的温度检测，并根据该温度检测结果，控制冷却风扇的旋转速度。此外，控制部38还进行如下控制：使冷却风扇驱动控制电路43在由定时器等断开了投影仪主体的电源之后也继续冷却风扇的旋转，或者，根据温度传感器的温度检测结果，进行关闭投影仪主体的电源等控制。

接着，对该投影仪10的内部结构进行说明。图3是表示投影仪10的内部结构的平面示意图。如图3所示，投影仪10在右侧板14的附近具备未图示的控制电路基板。该控制电路基板具备电源电路模块或光源控制模块等。此外，投影仪10在控制电路基板的侧方，即，投影仪框体的大体中央部分具备光源装置60。并且，投影仪10在光源装置60和左侧板15之间，具备照明侧光学模块161、图像生成光学模块165及投影侧光学模块168的3个模块。

此外，后述的本发明的光源装置60具备：作为第一光源的激励光照射装置70，在投影仪框体的左右方向的大体中央部分配置在背面板13附近；荧光发光装置100，在从该激励光照射装置70射出的光线束的光轴上配置在正面板12的附近；作为第二光源的红色光源装置120，配置在激励光照射装置70和荧光发光装置100之间的侧方；以及导光光学***140。

该导光光学***140除了包括配置在激励光照射装置70和荧光发光装置100之间的光路切换部240之外，还包括二向色镜(dichroic mirror)141、243、反射镜148、扩散板242及聚光透镜(collective lens)等。此外，该导光光学***140是将从激励光照射装置70射出的光用光路切换部240以分时方式向两个方向切换后的一方的光、通过照射被切换后的另一方光而从荧光发光装置100射出的光、从红色光源装置120射出的光的各光轴，用镜变换成同一光轴，并引导向作为规定的一面的光隧道175的入射口入射的***。

激励光照射装置70具备：基于半导体发光元件的激励光源71，配置成其光轴与背面板13平行；反射镜组75，将来自各激励光源71的射出光的光轴向正面板12方向变换90度；聚光透镜78，将由反射镜组75反射的来自各激励光源71的射出光进行聚光；以及散热器(heat sink)81，配置在激励光源71和右侧板14之间。

在激励光源71中，作为2行3列共计6个半导体发光元件的蓝色激光发射器排列成矩阵状，在各蓝色激光发射器的光轴上分别配置了准直透镜(collimator lens)73，该准直透镜73是将来自各蓝色激光发射器的射出光分别变换为平行光的聚光透镜。此外，反射镜组75的多个反射镜排列成台阶状，在一个方向上缩小从激励光源71射出的光线束的截面面积后，向聚光透镜78射出。

此外，从激励光源71射出的激励光在被聚光透镜78聚光后，通过光路切换部240。光路切换部240是通过以分时方式被进行电控制，从而切换成使任意偏光的激励光透射或反射的分时切换镜。

透射了光路切换部240的激励光进一步透射聚光透镜、二向色镜141之后，照射到作为发光板的荧光轮101上，该二向色镜141透射蓝色及红色而反射绿色。此外，通过激励光照射到荧光轮101而由荧光轮101的荧光体激励的绿色波段光全方位进行荧光发光，并直接向二向色镜141侧射出，或者，在由荧光轮101的基材表面的反射面反射之后向二向色镜141侧射出。此外，由荧光轮101射出的绿色波段光被二向色镜141反射之后，照射到反射镜148上。

此外，绿色波段光由反射镜148反射之后，经由聚光透镜、反射镜148和二向色镜243，到达聚光透镜173，并入射到光隧道175中，该二向色镜243透射绿色和红色而反射蓝色。

此外，当由光路切换部240反射激励光时，被反射的激励光透射聚光透镜，成为被扩散板242扩散的蓝色扩散光，并透射聚光透镜而照射到二向色镜243。此外，蓝色扩散光被二向色镜243反射后到达聚光透镜173，并入射到光隧道175。

在散热器81和背面板13之间配置有冷却风扇261，由该冷却风扇261和散热器81冷却激励光源71。并且，在反射镜组75和背面板13之间也配置冷却风扇261，由该冷却风扇261对反射镜组75和聚光透镜78进行冷却。

荧光发光装置100具备：荧光轮101，配置成与正面板12平行，即，配置成与来自激励光照射装置70的射出光的光轴正交；作为旋转部(rotating device)的轮马达110，对该荧光轮101进行旋转驱动；以及聚光透镜组111，对从荧光轮101射出的荧光光进行聚光。并且，在轮马达110的正面板12侧，配置有作为冷却部的冷却风扇244，由该冷却风扇244对荧光轮101和轮马达110进行冷却。

荧光轮101中，绿色荧光体配置在能够进行旋转控制的圆板的圆周方向上，被配设成能够通过安装在圆板的中央部的轮马达110而进行旋转。由此，通过由投影仪控制部的控制部38进行驱动控制的轮马达110，该荧光轮101以每秒约120次等的旋转速度旋转。但是，由于不需要用荧光轮101生成多个颜色，所以控制部38也可以不进行使轮马达110的旋转数保持一定的控制。

红色光源装置120具备：红色光源121，配置成该红色光源121的光轴与入射到荧光轮101中的激励光的光轴垂直相交；以及聚光透镜组125，将来自红色光源121的射出光进行聚光。此外，红色光源121是作为发出红色波段光的半导体发光元件的红色发光二极管。

此外，由红色光源装置120照射的红色波段光透射二向色镜141，与从荧光轮101射出的绿色波段光同样，经由聚光透镜、反射镜148及二向色镜243到达聚光透镜173，并入射到光隧道175中。

并且，红色光源装置120具备散热器130，该散热器130配置在红色光源121的右侧板14侧。此外，在散热器130和正面板12之间配置有冷却风扇261，由该冷却风扇261对红色光源121进行冷却。

此外，位于光源装置60和左侧板15之间的照明侧光学模块161、图像生成光学模块165及投影侧光学模块168的3个模块大体构成为日文片假名“コ”字状。

该照明侧光学模块161具备光源侧光学***170的一部分，该光源侧光学***170的一部分将从光源装置60射出的光源光引导向图像生成光学模块165所具备的显示元件51。作为该照明侧光学模块161所具有的光源侧光学***170，包括：将从光源装置60射出的光线束设成均匀的强度分布的光束的光隧道175；对从光隧道175射出的光进行聚光的聚光透镜178；将从光隧道175射出的光线束的光轴变换为图像生成光学模块165方向的光轴变换镜181等。

图像生成光学模块165具有：聚光透镜183，使由光轴变换镜181反射的光源光向显示元件51聚光；以及照射镜185，将透射了该聚光透镜183的光线束以规定角度向显示元件51照射，与照明侧光学模块161具备的前述的光源侧光学***170的一部分组合而形成光源侧光学***170。

并且，图像生成光学模块165具备作为显示元件51的DMD，在该显示元件51和背面板13之间配置用于冷却显示元件51的散热器190，由该散热器190冷却显示元件51。此外，在显示元件51的正面附近，配置有作为投影侧光学***220的聚光透镜(condenser lens)195。

投影侧光学模块168具有将由显示元件51反射的开启光(“on”light)放出到屏幕上的投影侧光学***220的透镜组。作为该投影侧光学***220，能够作成具备内置于固定镜筒中的固定透镜组225和内置于活动镜筒中的活动透镜组235而具备改变焦距功能的可变焦型镜头，通过由透镜马达使活动透镜组235移动，从而能够进行改变焦距调整或聚焦调整。

接着，关于本发明的光源装置60，用图进行详细说明。图4是投影仪10的光源装置60的平面示意图。图5是关于1帧中的各光源及光路切换部240的分时控制的说明图。

如图4所示，光源装置60具备：作为第一光源的激励光照射装置70，具备多个激励光源71，该激励光源71是照射蓝色波段光的蓝色激光发射器；荧光轮101，是形成有荧光体层的发光板，该荧光体层接受激励光而发出绿色波段光；以及光路切换部240，将从激励光照射装置70射出的光以分时方式切换到第一方向和第二方向的两个方向，即，将从激励光照射装置70照射的光以分时方式切换为向第一方向照射的第一光和向第二方向照射的第二光。

并且，光源装置60具备红色发光二极管，该红色发光二极管是作为第二光源的红色光源121，该光源装置60具备导光光学***140，该导光光学***140将由光路切换部240切换到第一方向上的光、将由光路切换部240切换到第二方向上的光照射到荧光轮101上从而从荧光轮101射出的荧光光、以及来自红色光源121的光，聚光到同一光路上。

此外，控制部38对光源控制电路41及光路切换控制部41a进行控制，并分别对光源装置60的激励光照射装置70、红色光源121及光路切换部240进行控制，以便从光源装置60射出在图像生成时所需要的规定波段光。

具体而言，如图5所示，1帧由子帧1和子帧2的2个子帧构成，在各个子帧中控制激励光照射装置70中的激励光源71、红色光源121及光路切换部240进行控制，从而依次形成各区段(segment)。

此外，光路切换部240由光路切换控制部41a进行电控制，使任意的偏光以分时方式透射或反射，从而切换光路的分时切换镜。该分时切换镜例如能够由DigiLens(注册商标)等的切换衍射光栅241构成。

切换衍射光栅241被光路切换控制部41a控制，以便与激励光照射装置70中的激励光源71的发光同步，通过使从激励光照射装置70射出的激励光衍射，能够改变光行进方向。例如，如图5所示，当光路切换控制部41a根据激励光源71的发光而进行开启控制时，切换衍射光栅241使激励光向第一方向变换90度而引导向扩散板242的方向。

变换了90度光路的激励光透射聚光透镜照射到扩散板242，成为蓝色扩散光之后进一步透射聚光透镜，被透射绿色及红色而反射蓝色的二向色镜243反射之后，光路变换90度，透射聚光透镜173之后入射到光隧道175中，从而能够形成从光源装置60射出蓝色波段光的蓝色区段。

此外，该扩散板242是通过设置基于马达等的旋转部来使圆板旋转，并照射来自激励光源71的光，由此射出扩散光作为透射光的构件，或者利用压电驱动器(piezo actuator)使基板微振动而照射来自激励光源71的光，由此射出扩散光作为透射光的构件。因此，激光能够适当地成为扩散光，能够抑制斑点(speckle)等噪声。

此外，如图5所示，在光路切换控制部41a根据激励光源71的发光来进行关闭控制时，切换衍射光栅241透射激励光而将其引导向作为第二方向的直线前进方向的荧光轮101方向。

由于切换衍射光栅241而直线前进的激励光透射聚光透镜之后，透射使蓝色及红色透射而反射绿色的二向色镜141及聚光透镜组111，照射到荧光轮101。被荧光体激励的绿色波段光的一部分射出到二向色镜141侧，而另一部分被荧光轮101反射，透射聚光透镜组111，照射到二向色镜141。

此外，该绿色波段光被二向色镜141反射，透射聚光透镜被反射镜148反射，透射聚光透镜和二向色镜243，经由聚光透镜173，从这些光源装置60射出后入射到光隧道175中，从而能够形成从光源装置60射出绿色波段光的绿色区段。

如前所述，作为第二光源的红色光源121由红色发光二极管构成。来自基于该红色发光二极管的发光的红色光源121的射出光透射聚光透镜组125，进一步透射二向色镜141及聚光透镜之后被反射镜148反射，透射聚光透镜后，经由二向色镜243及聚光透镜173，从这些光源装置60射出的红色波段光入射到光隧道175中，从而形成从光源装置60射出红色波段光的红色区段。

来自该红色光源121的红色波段光透射二向色镜141之后，与来自荧光轮101的荧光光成为同一光路，在由反射镜148反射并透射了二向色镜243之后，与由切换衍射光栅241向第一方向分离的光成为同一光路。

[第二实施方式]

此外，关于作为第二光源的红色光源121，不限定于红色发光二极管，如图6所示，能够应用红色激光发射器255。

在把红色激光发射器255用作红色光源121的情况下，红色激光发射器255与激励光照射装置70的蓝色激光发射器同样，将2行3列的共计6个半导体发光元件排列为矩阵状。此外，如图6所示，在各红色激光发射器255的光轴上分别配置了准直透镜256，该准直透镜256是将来自各红色激光发射器255的射出光分别变换为平行光的聚光透镜。此外，在反射镜组257中，多个反射镜排列成台阶状，在一个方向上缩小从红色激光发射器255射出的光线束的截面面积后向聚光透镜258射出。

此外，从该红色光源121的聚光透镜258射出的光，其光轴被设置成与从激励光照射装置70射出的激励光的光轴垂直相交，并照射到光路切换部240，将透射了光路切换部240的红色波段光的光路设成与由光路切换部240切换到第一方向的来自激励光照射装置70的光的光路相同。

此外，在将基于红色激光发射器255的红色波段光引导向光隧道175时，作为切换衍射光栅241的控制，由光路切换控制部41a进行关闭控制，由此使透射了切换衍射光栅241的红色波段光向扩散板242方向直线前进。

在切换衍射光栅241中直线前进的红色波段光，透射聚光透镜之后照射到扩散板242上，成为红色扩散光之后进一步透射聚光透镜，被透射绿色而反射蓝色及红色的二向色镜243反射之后，使光路变换90度，透射聚光透镜之后入射到光隧道175中。

[第三实施方式]

接着，关于本发明的光源装置60，利用附图，对把偏光变换部250和偏光束分光器251用作光路切换部240的光源装置60进行详细说明。

图7是将偏光变换部250和偏光束分光器251用作光路切换部240的光源装置60的平面示意图。图8是关于1帧中的各光源及偏光变换部250的分时控制的说明图。

光路切换部240具备：偏光变换部250，由光路切换控制部41a以分时方式变换偏光方向；以及偏光束分光器251，根据偏光方向，将通过了偏光变换部250的光向两个方向分离。

在此，例如，偏光变换部250是在玻璃棒上卷绕线圈来制作的光学部件，是通过通电来产生磁场而使偏光面向规定方向变化的磁光学元件252。

磁光学元件252是用于调整所入射的激励光的偏光状态的构件。具体而言，磁光学元件252通过向其线圈流过电流而产生基于Biot-Savart毕奥-萨伐尔定律的磁场。

该磁场在玻璃棒的长度方向上产生，若在流过电流的状态下，向玻璃棒入射偏光方向为规定的方向的激励光，则使激励光的偏光面向规定的方向旋转。即，通过法拉第效应(Faraday Effect)，使光的偏光面旋转。光的偏光面根据磁场强度发生变化，所以根据线圈的卷绕数及电流来改变磁场的强度，由此能够改变成为P偏光或S偏光的偏光状态。

例如，磁光学元件252利用光路切换控制部41a，通过向其线圈流过电流(通电开启)，使偏光方向成为P偏光的激励光的偏光方向旋转90度而切换为S偏光的偏光状态，或通过使其线圈不流过电流(通电关闭)而不旋转，保持P偏光的偏光状态，如上通过通电的开启关闭控制进行激励光的切换。

此外，设为以分时方式改变该偏光状态，使通过了偏光变换部250的激励光入射到将激励光根据偏光方向分离为两个方向的偏光束分光器251中。

偏光束分光器251是分离特定振动方向的偏光的光学元件。偏光束分光器251是将偏光分离膜相对于入射光线倾斜配置的结构。

因此，能够由偏光束分光器251使设成S偏光的激励光向第一方向反射，使设成P偏光激励光向第二方向透射。

在此，对变换为P偏光及S偏光的光的光路进行说明。从激励光源71射出的激励光例如偏光方向为P偏光方向，被聚光透镜78聚光之后通过作为偏光变换部250的磁光学元件252。

此时，通过光路切换控制部41a以分时方式对磁光学元件252的通电进行开启关闭控制，从而能够使偏光方向为P偏光方向的激励光的偏光方向旋转90度而变换为S偏光，或者保持P偏光。

此外，通过了磁光学元件252的P偏光或者变换为S偏光的光，通过根据偏光方向向两个方向分离的光路切换部240即偏光束分光器251，向第一方向和第二方向的两个方向切换光路。

因此，如图8所示，通过在发出偏光方向为P偏光方向的激励光的激励光源71即激励光照射装置70点灯时，由光路切换控制部41a对作为磁光学元件252的偏光变换部250进行通电开启控制，从而能够使偏光方向为P偏光方向的激励光的偏光方向旋转90度而变换为S偏光。此外，对于透射了偏光变换部250而变换为S偏光的激励光，能够利用偏光束分光器251将光行进方向向第一方向变换90度来引导向扩散板242的方向。

光路由偏光束分光器251变换了90度的激励光透射聚光透镜之后照射到扩散板242，成为蓝色扩散光，再进一步透射聚光透镜，被二向色镜243反射之后把光路变换90度，透射聚光透镜之后入射到光隧道175中，能够形成从光源装置60射出蓝色波段光的蓝色区段。

此外，通过在发出偏光方向为P偏光方向的激励光的激励光源71即激励光照射装置70点灯时，由光路切换控制部41a对作为磁光学元件252的偏光变换部250进行通电关闭控制，从而能够使偏光方向为P偏光方向的激励光的偏光方向不旋转而保持P偏光。此外，能够用偏光束分光器251将透射了偏光变换部250的P偏光的激励光的光行进方向引导向第二方向即直线前进方向的荧光轮101方向。

通过偏光束分光器251而直线前进的激励光透射聚光透镜之后，透射二向色镜141及聚光透镜组111，照射到荧光轮101中。在荧光体中激励的绿色波段光的一部分射出到二向色镜141侧，而另一部分被荧光轮101反射后，透射聚光透镜组111，照射到二向色镜141中。此外，该绿色波段光被二向色镜141反射并透射聚光透镜，由反射镜148反射后，透射聚光透镜和二向色镜243，并经由聚光透镜173，由此从这些光源装置60射出后入射到光隧道175中，从而能够形成从光源装置60射出绿色波段光的绿色区段。

[第三实施方式的变形例]

此外，偏光变换部250还能够应用磁光学元件252之外的元件。例如，能够将由液晶部件构成、在通电时改变光的偏光面的切换偏光旋转元件253用作偏光变换部250。

切换偏光旋转元件253是使入射光的偏光面有选择地旋转而射出的液晶切换元件。该切换偏光旋转元件253是在用液晶显示器表现时，进行切换为黑显示或白显示的2个状态的切换动作的元件。

此外，一般来说，切换偏光旋转元件253是具有使透射的P偏光的偏光面旋转90度或不旋转的2个作用的构件。即，切换偏光旋转元件253是切换这2个状态而动作的元件。

并且，作为偏光变换部250，还能够应用基于法拉第效应的磁光学元件252、基于液晶元件的切换偏光旋转元件253之外的元件。例如，基于克尔磁效应(magnetic Kerr effect)的磁光学元件、利用水晶等的旋行性(旋行性)来使偏光方向旋转的光学元件等也能够用作偏光变换部250。

[第四实施方式]

此外，即使是应用了偏光变换部250的光源装置60，关于作为第二光源的红色光源121，不限于红色发光二极管，如图9所示，也能够应用红色激光发射器255。

如上所述，在将红色激光发射器255用作红色光源121的情况下，红色激光发射器255与激励光照射装置70的蓝色激光发射器同样，是将2行3列的共计6个半导体发光元件排列为矩阵状的装置。此外，如图9所示，在各红色激光发射器255的光轴上，分别配置有准直透镜256，该准直透镜256是使来自各红色激光发射器255的射出光分别变换为平行光的聚光透镜。此外，在反射镜组257中，多个反射镜排列成台阶状，在一个方向上缩小从红色激光发射器255射出的光线束的截面面积后，向聚光透镜258射出。

此外，红色激光发射器255射出的光的偏光方向为P偏光方向，在被光隧道175导光时，透射偏光束分光器251而直线前进，被引导向扩散板242方向。

在偏光束分光器251中直线前进的红色波段光透射聚光透镜后照射到扩散板242，成为红色扩散光，再透射聚光透镜，被使绿色透射而反射蓝色及红色的二向色镜243反射之后，光路变换90度，透射聚光透镜之后入射到光隧道175中，从而能够形成从光源装置60射出红色波段光的红色区段。

[第五实施方式]

接着，在上述实施方式中，光路切换机构240为控制光的透射及反射的机构，下面，对将光路切换机构240用作切换控制光的反射方向的分时切换镜的方式进行说明。

光源装置60具备MEMS扫描仪等的反射角变更镜270，作为光路切换机构240。图10是使用了作为该分时切换镜的光路切换机构240即反射角变更镜270的光源装置60的平面模式图，图11是关于1帧中的各光源及光路切换机构240的分时控制的说明图。

反射角变更镜270即MEMS扫描仪是通过电控制高速改变镜的倾斜的镜器件。即，通过控制部38对光路切换控制机构41a进行基于分时的电控制的通电开启关闭控制，从而对改变MEMS扫描仪的镜的倾斜而入射的光的反射方向进行切换。

该光源装置60具备：作为第一光源的激励光照射装置70，如图10所示，将2行3列的共计6个照射蓝色波段光的蓝色激光发射器即激励光源71排列为矩阵状；荧光轮101或者荧光体板等的荧光板，是形成有接受激励光后发出绿色波段光的荧光体层的发光板；作为光路切换机构240的反射角变更镜270，将激励光照射装置70射出的光以分时方式切换到第一方向和第二方向的两个方向。

并且，光源装置60具备作为第二光源的红色光源121即红色发光二极管，还具备导光光学***140，该导光光学***140将利用反射角变更镜切换到第一方向上的光、通过将由反射角变更镜切换到第二方向上的光照射到荧光轮101等的荧光板上从而从荧光板射出的荧光光、来自红色光源121的光聚光到同一光路上后，入射到光隧道175中。

此外，控制部38控制光源控制电路41及光路切换控制机构41a，并分别控制光源装置60的激励光照射装置70、红色光源121及作为光路切换机构240的反射角变更镜270，以便从光源装置60射出在图像生成时所需的规定波段光。

具体而言，如图11所示，1帧包括由子帧1和子帧2构成的2个子帧，在各个子帧中控制激励光照射装置70中的激励光源71、红色光源121及光路切换机构240来依次形成各区段。此外，通过复合形成这些各区段，能够形成黄色、品红色等补色。

此外，作为光源装置的各光的光路，如图10所示，若根据激励光源71的发光对光路切换控制机构41a进行开启控制，则改变反射角变更镜270的反射角，将激励光引导向配置在第一方向上的镜272。

被引导向镜272方向的激励光由该镜272反射，透射聚光透镜273后照射到扩散装置274的扩散板275，成为蓝色扩散光而透射后，再透射聚光透镜组276，被使绿色透射而反射蓝色的二向色镜282反射，从而光路变换90度。并且，设成该蓝色扩散光的光透射聚光透镜283之后，被使红色透射而反射绿色及蓝色的二向色镜284反射，从而光路变换90度，再透射聚光透镜173之后入射到光隧道175中，能够形成从光源装置60射出蓝色波段光的蓝色区段。

此外，该扩散装置274的扩散板275是由作为马达的旋转部使圆板旋转来照射扩散光的构件，或由压电驱动器使基板进行微振动来照射扩散光的构件。由此，能够使激光适当成为扩散光，能够抑制斑点等的噪声。

此外，作为光源装置的各光的光路，若如图10所示，根据激励光源71的发光而对光路切换控制机构41a进行关闭控制，则变更反射角变更镜的反射角后，将激励光引导向位于第二方向上的二向色镜280。

此外，被反射角变更镜270引导向使绿色透射而反射蓝色的二向色镜280的方向的蓝色激励光，透射二向色镜280之后，照射到荧光轮101中。在荧光体被激励的绿色波段光的一部分被射出到二向色镜280侧，而另一部分被荧光轮101反射而射出到二向色镜280侧，透射聚光透镜组111，照射到二向色镜280。

此外，该绿色波段光由二向色镜280反射，透射聚光透镜285、二向色镜282及聚光透镜283，被透射红色而反射绿色及蓝色的二向色镜284反射而光路变换90度，透射聚光透镜173之后照射到光隧道175中，从而能够形成从光源装置60射出绿色波段光的绿色区段。

如前所述，第二光源即红色光源121由红色发光二极管构成。由该红色发光二极管的发光产生的来自红色光源121的射出光，透射聚光透镜组125，再透射二向色镜284及聚光透镜之后，从这些光源装置60射出红色波段光，该红色波段光透射聚光透镜173后入射到光隧道175中，从而形成从光源装置60射出红色波段光的红色区段。

该红色光源121所发出的红色波段光透射二向色镜284，从而成为与由该二向色镜284反射的、透射了扩散装置274的扩散板275的光和来自荧光轮101的荧光光相同的光路。

[第六实施方式]

此外，在应用了反射角变更镜270的光源装置60中，关于作为第二光源的红色光源121，不限于红色发光二极管，如图12所示，还能够应用红色激光发射器255。

如上所述，在把红色激光发射器255用作红色光源121的情况下，红色激光发射器255与激励光照射装置70的蓝色激光发射器同样，是将2行3列的共计6个半导体发光元件排列为矩阵状的器件。此外，如图12所示，在各红色激光发射器255的光轴上分别配置了准直透镜256，该准直透镜256是将来自各红色激光发射器255的射出光变换为平行光的聚光透镜。此外，反射镜组257是将多个反射镜排列成台阶状而成的，将红色激光发射器255射出的光线束的截面面积在一个方向上缩小后，向聚光透镜258射出。

此外，如图12所示，基于红色激光发射器255的射出光被反射红色而使蓝色透射的二向色镜287反射，而被设成与由反射角变更镜270变换到第一方向上的激励光成为同一光路后，被引导向镜272的方向。

被引导向镜272方向的基于红色激光发射器255的红色光由镜272反射，透射聚光透镜273之后照射到扩散装置274的扩散板275，成为红色扩散光而透射，进而透射聚光透镜组276，被二向色镜282反射而将光路变换90度，透射聚光透镜283之后，被镜286反射而光路变换90度，再透射聚光透镜173之后入射到光隧道175中，从而能够形成从光源装置60射出红色波段光的红色区段。

由此，如图11所示，1帧包括由子帧1和子帧2构成的2个子帧，在各个子帧中控制激励光照射装置70中的激励光源71、红色光源121及光路切换机构240，从而依次形成各区段。此外，通过复合形成这些各区段，还能够形成黄色、品红色等补色。

此外，比较第五实施方式的二向色镜284和第六实施方式的二向色镜287。第五实施方式的二向色镜284需要具备使红色波段光透射而反射蓝色波段光及绿色波段光的特性(波长选择性)，需要设计成在绿色波段和红色波段之间的边界的狭窄区域进行切换的急剧变化的特性。

相对于此，第六实施方式的二向色镜287能够设计成反射红色波段光，透射蓝色波段光。在可见光波段中，在蓝色波段和红色波段之间存在绿色波段，但是在第六实施方式中，不向二向色镜287入射绿色波段光。

因此，关于反射红色波段光而透射蓝色波段光的特性，只要设计成在绿色波段的较宽区域进行切换就可以。

即，本第六实施方式的二向色镜287与第五实施方式的二向色镜284相比，不要求关于波长选择性的急剧变化的特性(steep characteristic)，因此能够简单地进行设计，能够控制设计成本。

此外，在本结构中，当然可以不设置镜286，而以使透射了聚光透镜283的光直接入射到聚光透镜173及光隧道175中的方式来配置聚光透镜173及光隧道175。

[第六实施方式的变形例]

并且，作为应用了反射角变更镜270的光源装置60，在把红色激光发射器255用作第二光源即红色光源121时，能够应用减少光学***的二向色镜或聚光透镜等来进行小型化的结构。

具体而言，如图13所示，红色激光发射器255包含在二色激光器单元290内，该二色激光器单元290与作为第一光源即照射蓝色波段光的蓝色激光发射器的激励光源71配置在同一单元内而制成。即，二色激光器单元290包括红色光源121和激励光照射装置70。

二色激光器单元290是将2行3列的共计6个红色或者蓝色用的半导体发光元件排列为矩阵状而形成的。此外，例如，红色激光发射器255只要配置在上段的3个半导体发光元件中，作为蓝色激光发射器的激励光源71只要配置在下段的3个半导体发光元件中就可以。

此外，在二色激光器单元290中，如图14所示，1帧也包括由子帧1和子帧2构成的2个子帧，能够用各个子帧控制激励光照射装置70中的激励光源71、红色光源121及光路切换机构240，依次形成各区段。此外，在本结构中，当然可以不设置镜286，而是以透射了聚光透镜283的光直接入射到聚光透镜173及光隧道175中的方式来配置聚光透镜173及光隧道175。

此外，在图12所示的实施方式中，在作为激励光的蓝色激光的第一方向的光路上配置二向色镜，使基于第二光源的红色激光向第一方向的光路反射而使它们为同一光路，但是，也可以是在第一光源和反射角变更镜270之间配置二向色镜，使蓝色第一光源和红色第二光源的光轴一致，将各射出光照射到反射角变更镜中的结构。在该结构中，能够通过基于图14所示的时序图的电控制来依次形成各区段。

如上所述，通过具备光路切换部240，该光路切换部240将从激励光源71照射的光以分时方式切换到第一方向和第二方向的两个方向，从而能够电气地实现颜色的分时功能，从而可以提供能够调整各个设备的偏差或装置动作中的彩色平衡等的光源装置60及投影仪10。

此外，通过控制光路切换部240，能够自由改变除了蓝色区段之外的片段的占空比，所以能够消除斑点，能够提高颜色再现性。

此外，若将光路切换部240设为切换衍射光栅241，该切换衍射光栅241由光路切换控制部41a切换光路，则能够在减少光学***的部件数量的同时切换光路。

此外，若将光路切换部240设成由偏光束分光器251构成的结构，该偏光束分光器251根据偏光方向将通过了以分时方式变换偏光方向的偏光变换部250及偏光变换部250的光分离成两个方向，则能够利用变换为P偏光或者S偏光的激励光来设定各个光路。

并且，若使用反射角变更镜270，则能够容易切换反射光的光路。

此外，通过在激励光源71的光路上具备扩散板242，能够防止向设备外部照射相干光(coherent light)，并且能够抑制斑点等噪声。

此外，通过把激励光源71设成蓝色激光发射器，除当然能够生成蓝色波段光之外，还能够用荧光体生成绿色波段光。

并且，通过把红色发光二极管或红色激光发射器用作第二光源的红色光源121，从而能够设成省电的光源装置60。

此外，例如，若由在玻璃棒上卷绕线圈来制作的光学部件构成偏光变换部250，设成通过通电产生磁场而改变偏光面的磁光学元件252，则能够高速响应，从而能够抑制色乱(color breaking noise)。

此外，偏光变换部250由液晶部件构成，若设成通过通电而偏光的切换偏光旋转元件253，则能够省电，且能够将激励光变换到规定的偏光方向上，所以较经济。

并且，通过具备使荧光轮101旋转的旋转部，始终能够防止激励光照射到特定的荧光体上，从而能够防止产生色斑。

此外，通过具备对荧光轮101进行冷却的冷却部，从而能够防止发热引起的荧光轮101的劣化。

对于本领域的技术人员来说附加的优点和变形是容易作出的。因此，本发明的更宽的范围并没有限定于上述的具体说明和代表性的实施方式。在不脱离本发明的权利要求及其等同的技术方案的总的发明概念的精神或范围的情况下，能够作出各种变形方案。

Claims (12)

1.一种光源装置，具备：

第一光源，照射规定波段的激励光；

光路切换部，将从上述第一光源照射的光以分时方式切换为向第一方向照射的第一光和向第二方向照射的第二光；

发光板，形成有荧光体层，该荧光体层接受上述第二光而发出与上述激励光不同波段的荧光光；以及

导光光学***，将上述第一光和上述荧光光引导向同一光路，

其特征在于，

还具备对上述光路切换部进行控制的光路切换控制部，

上述光路切换部是通过上述光路切换控制部的控制来切换光路的切换衍射光栅，

上述切换衍射光栅进行切换，以使从上述第一光源照射的光成为向上述第二方向照射的第二光、或者成为向与上述第二方向成90度的第一方向照射的第一光，上述第二方向是从上述第一光源照射的光的直线前进方向。

2.一种光源装置，具备：

第一光源，照射规定波段的激励光；

光路切换部，将从上述第一光源照射的光以分时方式切换为向第一方向照射的第一光和向第二方向照射的第二光；

发光板，形成有荧光体层，该荧光体层接受上述第二光而发出与上述激励光不同波段的荧光光；以及

导光光学***，将上述第一光和上述荧光光引导向同一光路，

其特征在于，

还具备对上述光路切换部进行控制的光路切换控制部，

上述光路切换部是通过上述光路切换控制部的控制来切换光路的镜设备，

通过上述镜设备的旋转动作来切换光路。

3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

还在由上述光路切换部切换到第一方向上的光的光路上具备扩散板。

4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，

还具备使上述扩散板旋转的旋转部。

5.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

上述第一光源是蓝色激光发射器，在上述发光板上形成有发出绿色波段光的荧光体层。

6.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

还具备由半导体发光元件构成的第二光源，

从该第二光源照射的光的光路被引导向与上述荧光光相同的光路。

7.根据权利要求6所述的光源装置，其特征在于，

上述半导体发光元件是红色发光二极管。

8.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

还具备由半导体发光元件构成的第二光源，

从该第二光源照射的光的光路被引导向与上述第一光相同的光路。

9.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于，

上述半导体发光元件是红色激光发射器。

10.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

还具备使上述发光板旋转的旋转部。

11.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

还具备对上述发光板进行冷却的冷却部。

12.一种投影仪，其特征在于，具备：

权利要求1～11中任一项所述的光源装置；

显示元件；

光源侧光学***，将来自光源装置的光引导向上述显示元件；

投影侧光学***，将从上述显示元件射出的图像向屏幕投影；以及

投影仪控制部，对上述光源装置和上述显示元件进行控制。