CN107193178B - 光源装置以及投影型影像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光源装置以及投影型影像显示装置，在通过固体光源和固体光源的激励而进行荧光发光的光源装置中，通过荧光变换效率的改善，实现光源装置以及投影型影像显示装置的高亮度化。本公开的光源装置具备：固体光源；透射式的荧光板，设置有被来自固体光源的激励光E激励而进行荧光发光的荧光体，将来自荧光体的荧光在激励光的行进方向上射出；和彩色滤光器板，将来自荧光板的光的波长区域的一部分截止来微调为所希望的色光，所述光源装置具备在从荧光板到彩色滤光器板的光路上，将激励光的至少一部分反射的第1反射膜。

Description

光源装置以及投影型影像显示装置
技术领域
本公开涉及光源装置以及投影型影像显示装置。
背景技术
以往，作为投影仪用的光源，使用高亮度的高压水银灯。但是，在高压水银灯中，存在不能瞬间点亮、由于光源寿命较短导致维护繁琐的问题。另一方面，随着近年来的固体光源(例如，半导体激光器、发光二极管等)开发技术的发展，作为投影仪等影像显示装置用的光源，提出使用这些固体光源。(例如，专利文献1以及2)
专利文献1所述的光源装置具备：兼作激励光源的蓝色激光源(半导体激光器)、涂覆有分为区段的多个荧光体的荧光体轮、和将从荧光体轮射出的荧光微调为所希望的色光的彩色轮，对荧光体轮和彩色轮进行旋转控制，时分地射出色光。
专利文献2所述的光源装置具备：兼作激励光源的蓝色激光源(半导体激光器)、和涂覆不分为区段的荧光体的荧光体轮，通过将从旋转的荧光体轮射出的荧光和激励光源的一部分共同射出，从而射出白色光。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-160227号公报
专利文献2：日本特开2012-98442号公报
发明内容
本公开提供一种光源装置以及投影型影像显示装置，在通过固体光源来激励荧光体来使用的光源装置以及投影型影像显示装置中，能够改善激励光的荧光变换效率并能够得到高亮度的光。
本公开的光源装置具备：固体光源；透射式的荧光板，设置有被来自固体光源的激励光激励而进行荧光发光的荧光体，使来自荧光体的荧光在所述激励光的行进方向上射出；和彩色滤光器板，将来自荧光板的光的波长区域的一部分截止来微调为所希望的色光，所述光源装置具备第1反射膜，该第1反射膜在从荧光板到彩色滤光器板的光路上对激励光的至少一部分进行反射。
通过使用本公开所涉及的光源装置，能够实现高亮度的光源装置以及投影型影像显示装置。
附图说明
图1是实施方式1中的投影型影像显示装置的构成图。
图2A是实施方式1中的荧光体轮的侧面剖视图。
图2B是实施方式1中的荧光体轮的主视图。
图3A是实施方式1中的彩色滤光器轮的侧面剖视图。
图3B是实施方式1中的彩色滤光器轮的主视图。
图4是实施方式1中的荧光变换光路的说明图。
图5是实施方式2中的投影型影像显示装置的构成图。
图6A是实施方式2中的荧光体轮的侧面剖视图。
图6B是实施方式2中的荧光体轮的主视图。
图7是实施方式3中的投影型影像显示装置的构成图。
图8是实施方式1中使用的彩色滤光器的光谱图。
图9是实施方式1中使用的其他彩色滤光器的光谱图。
-符号说明-
10、111、112 光源装置
11 照明装置
12 影像显示部
13 投影***
20、201、202 光源
21、212 半导体激光器
41 DMD
50 投影透镜
70、701、702 荧光体轮
71、81 透明基板
72b、82 分色膜
73、731、732 荧光体
73a 荧光体区域
73b 荧光体区域
80 彩色滤光器轮
801、802、82a、82b、82c 彩色滤光器
85 光扩散区域
100、101、102 投影型影像显示装置
E 激励光
E1 漏激励光
E2 返回激励光
E3 未使用激励光
F、F1、F2 荧光
Fy 黄色荧光
Fg 绿色荧光
G1、G2 微调荧光
具体实施方式
以下，适当地参照附图来对实施方式详细地进行说明。其中，存在省略不必要的详细的说明的情况。例如，存在省略已经知道的事项的详细说明、针对实质同一构成的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域的技术人员容易理解。另外，添加附图以及以下的说明是为了本领域的技术人员充分理解本公开而提供的，并不意图通过这些来限定权利要求书中记载的主题。
此外，以下，在本公开的实施方式所涉及的光源装置以及投影型影像显示装置的附图的记载中，对于相同或者类似的部分付与相同或者类似的符号。其中，应当留意，附图是示意性的，各尺寸的比率等与现实不同。因此，应参照以下的说明来判断具体的尺寸等。此外，在附图相互之间当然也会包含相互的尺寸的关系和比率不同的部分。
在以下的实施方式中，作为应用了本公开所涉及的光源装置的一个例子，举例投影型影像显示装置进行了说明，但作为使用本公开的光源装置的设备，并不限定于此，例如也可以是电视机等影像显示装置、前照灯等照明设备。
[实施方式1]
以下，参照附图来对实施方式1所涉及的投影型影像显示装置进行说明。
(投影型影像显示装置的概要)
图1是实施方式1中的投影型影像显示装置100的光学构成图。
投影型影像显示装置100由光源装置10、照明装置11、影像显示部12和投影***13构成。光源装置10射出基准光。照明装置11使来自光源装置10的基准光均匀化并射出照明光。影像显示部12通过影像信号来调制来自照明装置11的照明光并射出影像光。投影***13将来自影像显示部12的影像光放大投影于屏幕。实施方式1中的投影型影像显示装置100是根据影像信号来调制照明光的、安装有一个空间调制元件41(例如，DMD(Digital MirrorDevice，数字微镜器件))的投影型影像显示装置。
(光源装置的构成)
光源装置10具备光源20。该光源20由作为激光源的半导体激光器21和准直透镜22构成。这里，半导体激光器21是固体光源的一个例子。
半导体激光器21射出RGB(红/绿/蓝)的3原色之中发光效率最高的蓝色光(例如，波长455nm)。半导体激光器21为了得到高输出的基准光，被构成为多个半导体激光器21被配置为矩阵状的阵列光源23。虽未图示，但在该阵列光源23的背面侧具有用于强制空冷的散热片。被配置于各个半导体激光器21的射出侧的准直透镜22使半导体激光器21的出射光大致平行光化。
从光源20射出的蓝色光被聚光透镜30聚光并重叠，透过扩散板60，入射到荧光体轮70。扩散板60具有减少来自光源20的光的干扰性的功能。荧光体轮70的详细后面进行叙述。
从荧光体轮70得到透过透明基板71的蓝色光和由蓝色光激励的荧光体73所发出的荧光。
也就是说，光源20射出的蓝色光生成影像光的蓝色图像，并且是在荧光体轮70中激励荧光体73来发出荧光的激励光E。并且，荧光体73被从光源20入射的激励光E激励，发出具有与激励光E不同的波长区域的荧光F。入射到荧光体73的激励光E的一部分被荧光体73吸收，以规定的荧光变换效率变换为荧光F和热量。此外，虽然入射到荧光体73但未被荧光体73吸收的激励光E透过荧光体73，入射到后面的彩色滤光器轮80。
从荧光体轮70射出的激励光E以及荧光F在通过由透镜31和透镜32构成的准直透镜群而被大致平行光化后，通过透镜33而被聚光，入射到彩色滤光器轮80。后面叙述彩色滤光器轮80的详细。
激励光E的一部分作为生成影像光的蓝色图像的蓝色光，透过彩色滤光器轮80，入射到柱状积分器(rod integrator)34。另一方面，剩余的激励光E被彩色滤光器轮80反射，经由透镜33、透镜32、透镜31，再次入射到荧光体轮70。此外，荧光F通过彩色滤光器轮80被微调为所希望的色光，从彩色滤光器轮80射出后，入射到柱状积分器34。
(荧光体轮的构成)
使用图2A、图2B，来对荧光体轮70的构成进行说明。图2A是从图1的+y方向观察到的荧光体轮70的侧面剖视图，图2B是从图2A的左侧(图1的-z方向)观察到的荧光体轮70的主视图。
如图2A所示，荧光体轮70由透明基板71、反射防止膜72a、分色膜72b、被涂覆于分色膜72b上的同一圆周上的荧光体73和电机74构成。电机74对圆盘状的透明基板71进行旋转驱动。这里，荧光体轮70通过利用电机74来旋转，从而将向荧光体73的热量的积蓄分散，将荧光体73冷却。
透明基板71经由电机74的驱动部74a和安装部74b而被安装于电机74，通过未图示的控制部而被进行旋转控制。安装部74b例如是利用轮毂和紧固部件来夹着透明基板71并螺钉固定的构成。
透明基板71是圆盘状，例如由热传导率较高的蓝宝石基板构成。此外，透明基板71在光入射面(非荧光体形成面)具有反射防止膜72a，在光射出面(荧光体形成面)具备透过作为激励光E的蓝色光并反射波长区域与激励光E不同的光的分色膜72b。分色膜72b是荧光体轮70中的第2反射膜的一个例子。此外，在透明基板71的分色膜72b的表面，如图2B所示，以透明基板71的旋转中心为中心，荧光体区域73a、荧光体区域73b、透过区域75被设置为圆环状。
在荧光体区域73a，通过波长约为455nm的蓝色光的激励而发出主波长约为570nm的黄色的光的黄色荧光体Py被涂覆于以透明基板71的旋转中心为中心的圆环状的一部分的区域。
在荧光体区域73b，通过波长约为455nm的蓝色光的激励而发出主波长约为550nm的绿色的光的绿色荧光体Pg被涂覆于以透明基板71的旋转中心为中心的圆环状的一部分的区域。
在荧光体区域73a，黄色荧光体Py经由透明粘合剂(未图示)，被涂覆于透明基板71的分色膜72b的表面。在荧光体区域73b，绿色荧光体Pg经由透明粘合剂，被涂覆于透明基板71的分色膜72b的表面。
作为黄色荧光体Py，例如使用Y3Al5O12：Ce3+。作为绿色荧光体Pg，例如使用Lu3Al5O12：Ce3+。作为透明粘合剂，例如使用硅酮树脂。
透过区域75是未涂覆荧光体的区域，入射的激励光E在不改变波长的情况下透过。另外，关于透过区域75的构成，透过区域75优选是仅为分色膜72b、或者在分色膜72b的表面涂覆有透明粘合剂、或者取代分色膜72b而蒸镀反射防止膜72a的构成。
作为激励光E的蓝色光从图2A的右侧(+z方向)入射到荧光体轮70，透过反射防止膜72a而入射到透明基板71。进一步地，蓝色光透过分色膜72b，入射到荧光体区域73a、荧光体区域73b、透过区域75的任意一个。
这里，荧光体轮70构成为上述的3个区域即荧光体区域73a、荧光体区域73b、透过区域75以1帧(例如，1/60秒)进行旋转。
也就是说，蓝色光在相当于1帧的时间内，按照荧光体区域73a(第1区段)、荧光体区域73b(第2区段)、透过区域75(第3区段)的顺序入射到第1～第3区段。换言之，电机74的旋转速度被控制为在相当于1帧的时间内，荧光体轮70旋转一圈。
入射到荧光体区域73a以及荧光体区域73b的激励光E的一部分被黄色荧光体Py以及绿色荧光体Pg吸收，剩余不被吸收而透过各荧光体区域。被吸收的激励光E激励黄色荧光体Py以及绿色荧光体Pg，使黄色荧光Fy以及绿色荧光Fg各向同性地发光。激励发光的黄色荧光Fy以及绿色荧光Fg之中在与激励光E的行进方向相反方向发光的分量被分色膜72b反射，与在激励光E的行进方向发光的分量一起在激励光E的行进方向上射出。入射到透过区域75的激励光E直接透过透过区域75。
也就是说，入射到荧光体轮70中的第1、第2区段的激励光E的一部分激励黄色荧光体Py以及绿色荧光体Pg来使黄色荧光Fy以及绿色荧光Fg发光。剩余的激励光E透过黄色荧光体Py以及绿色荧光体Pg。这些荧光以及激励光E如图1所示，通过透镜31、透镜32而被大致平行光化，通过透镜33来入射到彩色滤光器轮80。此外，入射到第3区段的激励光E如图1所示，直接透过荧光体轮70并被射出，通过透镜31、透镜32而被大致平行光化，通过透镜33来入射到彩色滤光器轮80。
这里，设置有被激励光E激励并在激励光E的行进方向上进行荧光发光的荧光体73的透明基板71是透射式的荧光板的一个例子。
(彩色滤光器轮的构成)
使用图3A、图3B，对彩色滤光器轮80的构成进行说明。图3A是从图1的+y方向观察到的彩色滤光器轮80的侧面剖视图，图3B是从图3A的右侧(+z方向)观察到的彩色滤光器轮80的主视图。
如图3A所示，彩色滤光器轮80由透明基板81、分色膜82、反射防止膜83和电机84构成。电机84对圆盘状的透明基板81进行旋转驱动。
透明基板81经由电机84的驱动部84a和安装部84b而被安装于电机84，通过未图示的控制部而被进行旋转控制。安装部84b例如是通过轮毂和紧固部件来夹着透明基板81并螺钉固定的构成。
透明基板81是圆盘状，例如在整个可见区域由高透过的玻璃基板构成。
在透明基板81的光入射面，为了实现所希望的色光，施加将入射的光的一部分的波长区域反射从而截止并且仅透过所希望的波长区域的光的分色膜82。分色膜82具有：彩色滤光器82a、彩色滤光器82b和彩色滤光器82c。此外，在透明基板81的光射出面具备反射防止膜83。分色膜82是彩色滤光器中的第1反射膜的一个例子。
如图3B所示，彩色滤光器轮80具有：彩色滤光器82a(第1区段)、彩色滤光器82b(第2区段)、彩色滤光器82c(第3区段)和光扩散区域85(第4区段)这4个区段。彩色滤光器82a以及彩色滤光器82c由在比波长480nm长的可见的波长区域具有高透过的特性、并且在波长480nm以下的较短的可见的波长区域具有高反射的特性的彩色滤光器(分色膜)构成。因此，对于波长为大约455nm的激励光，如图8所示，为高反射的特性。另外，彩色滤光器82a以及彩色滤光器82c也可以在比波长480nm长的波长区域具有高透过的特性，并且在波长480nm以下的短波长区域具有高反射的特性。
此外，彩色滤光器82b由在比波长600nm长的可见的波长区域具有高透过的特性、并且在波长600nm以下的较短的可见的波长区域具有高反射的特性的彩色滤光器(分色膜)构成。该彩色滤光器82b也如图9所示，对于波长为大约455nm的激励光，为高反射的特性。另外，彩色滤光器82b也可以在比波长600nm长的长波长区域具有高透过的特性，并且在波长600nm以下的短波长区域具有高反射的特性。
也就是说，彩色滤光器82a、82b、82c为了实现所希望的色光，进行微调(trimming)，该微调将入射的光的一部分的波长区域反射从而截止、仅透过所希望的波长区域的光。
作为第4区段的光扩散区域85具有将入射光扩散的光扩散功能。例如，透明基板81是表面由多个微小的透镜阵列构成的扩散板。各区段形成为以透明基板81的旋转中心为中心的扇形。另外，彩色滤光器轮80是在1片透明基板81中，多种彩色滤光器和扩散面一起局部地形成的构成，或者设为扇形形状的各种滤光器和扩散板被并排排列并固定的一体化构成。
这里，荧光体轮70与彩色滤光器轮80以相同的转速被同步地旋转控制。也就是说，彩色滤光器轮80被旋转控制为上述的4个区段在1帧(例如，1/60秒)所对应的时间内旋转一圈。
这里，彩色滤光器82a、82b、82c是使来自荧光体轮70的光的波长区域的一部分截止来微调为所希望的色光的彩色滤光器板的一个例子。
(荧光体轮与彩色滤光器轮的定时)
进一步地，各轮的旋转被控制并调整为从荧光体轮70中的荧光体区域73a射出的黄色荧光Fy入射到彩色滤光器轮80中的彩色滤光器82a以及彩色滤光器82b。因此，荧光体区域73a的中心角度与彩色滤光器82a以及彩色滤光器82b的中心角度之和被设定为相同。
彩色滤光器82a将从荧光体区域73a射出的黄色荧光Fy之中波长480nm以下的短波长的可见光反射，透过比波长480nm长的波长的可见光，生成黄色基准光Ly。彩色滤光器82b将从荧光体区域73a射出的黄色荧光Fy之中波长600nm以下的短波长的可见光反射，透过比波长600nm长的波长的可见光，生成红色基准光Lr。
各轮的旋转被控制并调整为从荧光体轮70中的荧光体区域73b射出的绿色荧光Fg入射到彩色滤光器轮80中的彩色滤光器82c。因此，荧光体区域73b的中心角度与彩色滤光器82c的中心角度被设定为相同。
彩色滤光器82c将从荧光体区域73b射出的绿色荧光Fg之中波长480nm以下的短波长的可见光反射，透过比波长480nm长的波长的可见光，生成绿色基准光Lg。
虽然这里，被彩色滤光器82a、彩色滤光器82b、彩色滤光器82c反射以及透过的光记载为可见光，但各彩色滤光器也可以反射紫外光，透过红外光。
各轮的旋转被控制并调整为透过荧光体轮70中的透过区域75的激励光E入射到彩色滤光器轮80中的光扩散区域85。因此，透过区域75的中心角度与光扩散区域85的中心角度被设定为相同。透过光扩散区域85的激励光E在光扩散区域85扩散，生成蓝色基准光Lb。
(照明装置的构成)
如图1所示，照明装置11由柱状积分器34、透镜35、透镜36、透镜37构成。从柱状积分器34射出的基准光通过透镜35、透镜36、透镜37而被中继，成为来自照明装置11的照明光，并入射到影像显示部12。
(影像显示部以及投影***的构成)
影像显示部12是接受从照明装置11射出的照明光来生成影像的装置，如图1所示，由全反射棱镜42和作为空间调制元件的1片DMD41构成。
全反射棱镜42具有对光进行全反射的面42a，将从照明装置11入射的照明光引导至DMD41。DMD41具有多个可动式的微透镜，通过未图示的控制部，与分别入射的各色基准光(照明光)的定时相匹配地，且根据输入的影像信号而被控制，根据影像信号来调制各色基准光。由DMD41调制的光透过全反射棱镜42并被引导至投影透镜50。这里，投影透镜50是投影光学***的一个例子。
投影***13由投影透镜50和未图示的屏幕构成，投影透镜50将时间上合成的影像光投影到屏幕。
(荧光变换光路的说明)
使用图4，来对本公开中的荧光变换光路进行说明。图4是除去图1的光源装置10的光源20，将由荧光体轮70和彩色滤光器轮80构成的荧光变换部放大表示的说明图。
从作为激励光源的光源20射出的激励光E透过荧光体轮70的反射防止膜72a、透明基板71、分色膜72b而入射到荧光体73。入射的激励光E的一部分被荧光体73吸收，以规定的荧光变换效率被变换为荧光F1和热量，荧光F1从荧光体73射出。此外，虽然入射到荧光体73但未被荧光体73吸收的激励光E作为漏激励光E1而透过荧光体73。
从荧光体73射出的荧光F1与透过荧光体73的漏激励光E1通过透镜31、透镜32、透镜33而入射到彩色滤光器轮80。
入射到彩色滤光器轮80的荧光F1作为利用分色膜82而一部分的波长区域的光透过、其他波长区域的光被反射的微调荧光G1，从彩色滤光器轮80射出。
由图8以及图9的光谱图可知，入射到彩色滤光器轮80的漏激励光E1被分色膜82反射并成为返回激励光E2，再次通过透镜33、透镜32、透镜31，入射到荧光体轮70的荧光体73。
再次入射到荧光体73的返回激励光E2的一部分被荧光体73吸收，以规定的荧光变换效率变换为荧光F2和热量，荧光F2从荧光体73射出。此外，虽然入射到荧光体73但未被荧光体73吸收的返回激励光E2作为未使用激励光E3，透过荧光体73并从荧光体轮70射出。
从荧光体73射出的荧光F2通过透镜31、透镜32、透镜33而入射到彩色滤光器轮80。
入射到彩色滤光器轮80的荧光F2作为利用分色膜82而一部分的波长区域的光透过、其他波长区域的光被反射的微调荧光G2，从彩色滤光器轮80射出。
这里，使荧光体轮70的出射光入射到彩色滤光器轮80的光学***由透镜31、透镜32和透镜33构成。该光学***从荧光体轮70的射出面(设置有荧光体的透明基板71的面)相对于彩色滤光器轮80的入射面(设置有分色膜的面)被共轭地构成。因此，漏激励光E1从荧光体轮射出并入射到彩色滤光器轮时的光路与返回激励光E2被彩色滤光器轮反射后再次入射到荧光体轮70时的光路几乎相等。
另外，在本实施方式中，被涂覆于荧光体区域73a的黄色荧光体Py被入射的激励光E激励，射出黄色荧光Fy来作为荧光F1。在黄色荧光Fy透过彩色滤光器82a时，作为微调荧光G1，生成黄色基准光Ly，在透过彩色滤光器82b时，作为微调荧光G1，生成红色基准光Lr。
被涂覆于荧光体区域73b的绿色荧光体Pg被入射的激励光E激励，射出绿色荧光Fg来作为荧光F1。在绿色荧光Fg透过彩色滤光器82c时，作为微调荧光G1，生成绿色基准光Lg。
入射到透过区域75的激励光E直接透过，在透过光扩散区域85时被扩散，生成蓝色基准光Lb。
这样，未被荧光体区域73a吸收的漏激励光E1被彩色滤光器82a以及彩色滤光器82b反射，成为返回激励光E2，再次入射到荧光体区域73a。入射到荧光体区域73a的返回激励光E2之中未被荧光体区域73a吸收的分量作为未使用激励光E3，透过荧光体区域73a，被荧光体区域73a吸收的分量激励黄色荧光体Py。被激励的黄色荧光体Py以规定的荧光变换效率，射出黄色荧光Fy来作为荧光F2。从荧光体区域73a射出的黄色荧光Fy在透过彩色滤光器82a时，作为微调荧光G2，生成黄色基准光Ly，在透过彩色滤光器82b时，作为微调荧光G2，生成红色基准光Lr。
未被荧光体区域73b吸收的漏激励光E1被彩色滤光器82c反射，成为返回激励光E2，再次入射到荧光体区域73b。入射到荧光体区域73b的返回激励光E2之中未被荧光体区域73b吸收的分量作为未使用激励光E3，透过荧光体区域73b，被荧光体区域73b吸收的分量对绿色荧光体Pg进行激励。被激励的绿色荧光体Pg以规定的荧光变换效率射出绿色荧光Fg来作为荧光F2。从荧光体区域73b射出的绿色荧光Fg在透过彩色滤光器82c时作为微调荧光G2而生成绿色基准光Lg。
这里，荧光体轮70所具备的使荧光体73分散的荧光体层的荧光体层膜厚以及荧光体粒子的浓度被调整，使得入射的激励光E之中规定的比例的光透过。也就是说，通过减小荧光体层的膜厚、降低荧光体粒子的浓度，能够增多漏激励光E1的光量。并且，通过使该漏激励光E1作为返回激励光E2再次入射到荧光体73并激励荧光体73，从而即使减小荧光体层的膜厚、降低荧光体粒子的浓度，也能够从荧光体73得到规定的荧光的光量。
(效果)
在使用半导体激光器这种固体光源来激励荧光体来使用的光源装置中，需要将激励光变换为荧光的荧光变换效率较高。这里，发出荧光的荧光板中，从固体光源射出的激励光通过光学***来入射到荧光板上的荧光体层，荧光体层中分散的荧光体(荧光体结晶、粒子)吸收激励光并被激励，从而各向同性地释放荧光。由于为了提高荧光变换效率而增加基于荧光体的激励光的吸收量，因此考虑提高荧光体层内的荧光体粒子的浓度、增加荧光体层的膜厚的方法。
但是，若提高荧光体层内的荧光体浓度，则虽然激励光的吸收量增加，但产生的荧光在荧光体层内被吸收的比例变高，并且发光时产生的热量也增加。
此外，若增加荧光体层的膜厚，则发光时产生的热量容易滞留在荧光体层内，荧光体层的温度上升。一般在实施方式1等中使用的荧光体73越在高温下使用，发光效率越降低，因此在上述方法中，以往就存在难以进行荧光变换效率的改善以及光源装置的高亮度化的问题。
在实施方式1中，在彩色滤光器轮80中具备作为激励光E的反射膜的分色膜82，并且，共轭地构成从荧光体轮70到彩色滤光器轮80的光学***。由此，能够通过设置于彩色滤光器轮80的分色膜82对透过荧光体轮70的未变换的激励光E进行反射并再次引导至荧光体轮70。根据该构成，能够在不进行荧光体层内的荧光体粒子的浓度的提高、荧光体层的膜厚的增加的情况下，改善激励光的荧光变换效率，光源装置的高亮度化成为可能。
此外，能够减小为了吸收激励光所需的荧光体层的膜厚，荧光体层的散热性能得以提高，由此荧光体73的温度降低，发光效率改善，光源装置的高亮度化成为可能。
[实施方式2]
图5是本公开的实施方式2中的投影型影像显示装置101的构成图。以下，对与图1相同的构成部分付与相同的符号，主要对与实施方式1的不同点进行说明。
实施方式1是使用1片DMD41作为空间调制元件的例子，将利用光源装置10而时分地生成的基准影像光所对应的图像时分地投影，来进行图像显示。在本公开的实施方式2中，对使用了3片空间调制元件即LCD411R、LCD411G、LCD411B的3板式的液晶投影仪的例子进行说明。
(光源装置的构成)
本公开的投影型影像显示装置101具备：对用于生成绿色基准光Lg和红色基准光Lr的黄色荧光Fy进行射出的光源装置111；和生成蓝色基准光Lb的光源201。
光源装置111由光源20、聚光透镜30、扩散板60、荧光体轮701、透镜31、透镜32和彩色滤光器801构成。光源20射出激励光E。聚光透镜30将光源20的出射光聚光到荧光体轮701。扩散板60使来自光源20的光的干扰性减少。荧光体轮701通过激励光E的激励来射出荧光F。透镜31、透镜32将从荧光体轮701射出的荧光F准直为大致平行光。彩色滤光器801对未被荧光体轮701吸收的激励光E进行反射。
光源201是射出蓝色基准光Lb(例如，波长455nm)的半导体激光源211和将来自半导体激光源211的光平行光化的准直透镜221排列为矩阵状而构成的阵列光源231。
(整体构成)
从光源装置111射出的黄色荧光Fy通过透镜阵列300、透镜阵列301、偏振光变换元件302、聚光透镜303，被均匀地照明到绿色LCD411G和红色LCD411R。这里，从聚光透镜303射出的黄色荧光Fy利用分色镜304而被分光为绿色基准光Lg和红色基准光Lr。绿色基准光Lg在被反射镜305G反射后，透过透镜306G、入射侧偏振板307G，由绿色LCD411G调制为影像光，通过射出侧偏振板308G而被引导至颜色合成棱镜421。红色基准光Lr在被反射镜305R反射后，透过透镜306R、入射侧偏振板307R，由红色LCD411R调制为影像光，通过射出侧偏振板308R而被引导至颜色合成棱镜421。
从光源201射出的蓝色基准光Lb通过聚光透镜310而被聚光到扩散板601上。由扩散板601扩散的蓝色基准光Lb通过透镜311、透镜312而被大致平行光化，经由反射镜305B、透镜306B、入射侧偏振板307B，照明到蓝色LCD411B，被调制为影像光，通过射出侧偏振板308B而被引导至颜色合成棱镜421。
被调制为影像光的蓝色基准光Lb、绿色基准光Lg、红色基准光Lr利用颜色合成棱镜421而被合成，由投影透镜50而被放大投影至未图示的屏幕。
(荧光体轮的构成和荧光变换光路的说明)
图6A、图6B中表示荧光体轮701的构成图。图6A是从图5的+y方向观察到的荧光体轮701的侧面剖视图，图6B是从图5的左侧(图5的-z方向)观察到的荧光体轮701的主视图。
荧光体轮701与荧光体轮70不同，在透明基板71上，一种荧光体731构成为圆环状。这里，荧光体731是发出包含绿色基准光Lg和红色基准光Lr的黄色荧光Fy的黄色荧光体Py，通过从光源20入射的激励光E，发出黄色荧光Fy。这里，荧光体轮701通过利用电机74而旋转，从而将向荧光体731的热量的积蓄分散，将荧光体731冷却。
彩色滤光器801是反射作为激励光E的蓝色光、透过其他波长区域的光的分色滤光器，能够使用实施方式1中说明的图8的光谱特性的分色滤光器。
将图4所示的荧光体轮70置换为本实施方式2的荧光体轮701，将彩色滤光器轮80以及透镜33置换为本实施方式2的彩色滤光器801，来对本实施方式中的荧光变换光路进行说明。
从荧光体轮701射出的荧光F1以及未被荧光体731吸收的漏激励光E1通过透镜31、透镜32而被大致平行光化，大致垂直地入射到彩色滤光器801。入射到彩色滤光器801的荧光F1透过彩色滤光器801，作为微调荧光G1而从彩色滤光器801射出。入射到彩色滤光器801的漏激励光E1被彩色滤光器801反射并成为返回激励光E2，通过同一光路再次入射到荧光体轮701的荧光体731。
再次入射到荧光体731的返回激励光E2的一部分被荧光体731吸收，以规定的荧光变换效率变换为荧光F2和热量，荧光F2从荧光体轮701向彩色滤光器801方向射出。此外，虽然入射到荧光体731但未被荧光体731吸收的返回激励光E2透过荧光体731，作为未使用激励光E3而透过荧光体轮701。从荧光体轮701射出的荧光F2通过透镜31、透镜32而被大致平行光化，大致垂直地入射到彩色滤光器801，作为微调荧光G2而从彩色滤光器801射出。
(效果)
通过设为将从荧光体轮701射出的光大致垂直地入射到彩色滤光器801的构成，能够将透过荧光体轮701的未变换的激励光E由彩色滤光器801反射并再次引导至荧光体轮701。由此，能够改善激励光的荧光变换效率，光源装置的高亮度化成为可能。
此外，能够减小为了吸收激励光所需的荧光体层的膜厚，荧光体层的散热性能提高，从而荧光体731的温度降低，发光效率改善，光源装置的高亮度化成为可能。
[实施方式3]
图7是表示本公开的实施方式3中的投影型影像显示装置102的构成的图。以下，对与图1相同的构成部分付与相同的符号，主要对相对于实施方式1的不同点进行说明。
实施方式1是使用1片DMD41作为空间调制元件的例子，通过将由光源装置10时分地生成的基准影像光所对应的图像时分地投影来进行图像显示。在本公开的实施方式3中，对使用了3片空间调制元件即DMD412R、DMD412G、DMD412B的3板式的例子进行说明。
(光源装置的构成)
本公开的投影型影像显示装置102具备射出白色基准光Lw的光源装置112。
光源装置112由光源202、聚光透镜30、扩散板60、荧光体轮702、透镜31、透镜32和彩色滤光器802构成。光源202射出激励光E。聚光透镜30将光源202的出射光聚光到荧光体轮702。扩散板60使来自光源202的光的干扰性减少。荧光体轮702通过激励光E的激励来射出荧光F。透镜31、透镜32使荧光体轮702的出射光平行光化。彩色滤光器802对未被荧光体轮702吸收的激励光E进行反射。
光源202是将紫外光(例如，波长410nm)作为激励光E而射出的半导体激光器212、将来自半导体激光器212的光平行光化的准直透镜222排列为矩阵状而构成的阵列光源232。
(整体构成)
从光源装置112射出的白色基准光Lw经由透镜33、柱状积分器34、透镜35、透镜36、反射镜320和透镜321，入射到全反射棱镜422。在全反射棱镜422的反射面422a反射的白色基准光Lw利用彩色棱镜423而被分光，入射到蓝色DMD412B、绿色DMD412G、红色DMD412R，被调制为各色影像光之后，再次利用彩色棱镜423而被合成，透过全反射棱镜422，由投影透镜50被放大投影到未图示的屏幕。
(荧光体轮的构成与荧光变换光路的说明)
本公开的荧光体轮702与图6A、图6B所示的实施方式2中的荧光体轮701同样地，在透明基板71上，一种的荧光体732构成为圆环状。这里，荧光体732是发出白色基准光Lw的白色荧光体Pw，例如，将通过紫外的激励光E而发出蓝色荧光Fb的蓝色荧光体Pb与通过紫外的激励光E而发出黄色荧光Fy的黄色荧光体Py混合构成。荧光体732被从光源202入射的激励光E激励，发出蓝色荧光Fb和黄色荧光Fy，生成白色基准光Lw。这里，荧光体轮702通过利用电机74而旋转，将向荧光体732的热量的积蓄分散，将荧光体732冷却。
彩色滤光器802是对作为激励光E的紫外光进行反射，透过其他波长区域的光的分色滤光器。
将图4的荧光体轮70置换为本实施方式3的荧光体轮702，将彩色滤光器轮80以及透镜33置换为实施方式3的彩色滤光器802，来对本实施方式3中的荧光变换光路进行说明。
从荧光体轮702射出的荧光F1以及未被荧光体732吸收的漏激励光E1通过透镜31、透镜32而被大致平行光化，大致垂直地入射到彩色滤光器802。入射到彩色滤光器802的荧光F1透过彩色滤光器802，作为微调荧光G1而从彩色滤光器802射出。入射到彩色滤光器802的漏激励光E1被彩色滤光器802反射并成为返回激励光E2，通过同一光路来再次入射到荧光体轮702的荧光体732。
再次入射到荧光体732的返回激励光E2的一部分被荧光体732吸收，以规定的荧光变换效率变换为荧光F2和热量，荧光F2从荧光体轮702在彩色滤光器802方向上射出。此外，虽然入射到荧光体732但未被荧光体732吸收的返回激励光E2透过荧光体732，作为未使用激励光E3而透过荧光体轮702。从荧光体轮702射出的荧光F2通过透镜31、透镜32而被大致平行光化，大致垂直地入射到彩色滤光器802，作为微调荧光G2而从彩色滤光器802射出。
(效果)
通过设为将从荧光体轮702射出的光大致垂直地入射到彩色滤光器802的构成，能够利用彩色滤光器802来对透过荧光体轮702的未变换的激励光E进行反射，再次引导至荧光体轮702。由此，能够改善激励光的荧光变换效率，光源装置的高亮度化成为可能。
此外，能够减小为了吸收激励光所需的荧光体层的膜厚，荧光体层的散热性能得以提高，荧光体732的温度降低，发光效率改善，光源装置的高亮度化成为可能。
另外，虽然上述各实施方式中使用的彩色滤光器构成为对激励光进行高反射，但只要是对入射到彩色滤光器的激励光之中的至少一部分的激励光进行反射的构成，就能够得到规定的效果。
此外，虽然在上述各实施方式中使用的彩色滤光器板具备对激励光进行高反射的第1反射膜，但第1反射膜的设置位置并不限定于此处，只要是被设置于从荧光板到彩色滤光器板的光路的构成，就能够得到规定的效果。
产业上的可利用性
本公开涉及使用荧光体激励光源的光源装置，能够应用于投影型影像显示装置。

Claims (4)

1.一种光源装置，具备：
固体光源；
透射式的荧光板，设置有被来自所述固体光源的激励光激励而进行荧光发光的荧光体，使来自所述荧光体的荧光在所述激励光的行进方向上射出；和
彩色滤光器板，将来自所述荧光板的光的波长区域的一部分截止来微调为所希望的色光，
所述光源装置具备第1反射膜，该第1反射膜在从所述荧光板到所述彩色滤光器板的光路上对所述激励光的至少一部分进行反射，
所述第1反射膜形成于所述彩色滤光器板的至少一部分，
从所述荧光板到所述彩色滤光器板的光学***被共轭地构成。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述光源装置具备使来自所述荧光板的光大致平行光化的光学***，
从所述荧光板射出的光大致垂直地入射到所述彩色滤光器板。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述荧光板由透明基板、第2反射膜和荧光体构成，其中，所述第2反射膜被设置在该透明基板上，使所述激励光透过，反射与所述激励光不同的波长的光，所述荧光体被涂覆在所述第2反射膜上，
所述荧光体使入射的所述激励光以规定的比例透过。
4.一种投影型影像显示装置，具备：
权利要求1所述的光源装置；
空间调制元件，根据影像信号来对从所述光源装置得到的照明光进行调制并射出影像光；和
投影光学***，对来自所述空间调制元件的影像光进行放大投影。
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