光源裝置和使用光源裝置的投影儀的制作方法

原申請的申請日(國際申請日)：2013年12月24日，

原申請的國家申請號：201380068102.0(國際申請號：PCT/JP2013/085309)，

原申請的發明名稱：光源裝置和使用光源裝置的投影儀。

優先權聲明

本申請是基于2012年12月26日提交的日本專利申請號2012-282475以及2013年9月4日提交的日本專利申請號2013-182894，并且要求它們的優先權，它們的公開內容通過引用被全部結合在此。

技術領域

本發明涉及一種光源裝置的改進以及使用該光源裝置的投影儀，該光源裝置臨時將藍光、紅光和綠光中的每一個照射到圖像形成元件，以通過該圖像形成元件在屏幕上形成彩色圖像。

背景技術：

通常已知一種臨時將藍光、紅光和綠光照射到圖像形成元件以便通過圖像形成元件在屏幕上形成彩色圖像的投影儀(例如，登記的日本專利號4711154)。

以上日本專利號4711154中公開的投影儀包含作為單個光源部分的藍色激光二極管、熒光體、以及分色鏡。熒光體被配置有可轉動的盤。熒光體包含通過照射作為激勵光的藍色激光束而生成綠色熒光的熒光體區域、通過照射激勵光而生成紅色熒光的熒光體區域、以及透射藍色激光束的透射區域。區域被隔開，以便提供各個規定的角度。

藍色激光束、綠色熒光以及紅色熒光的光路通過分色鏡被聚集，而且藍色激光束、綠色熒光以及紅色熒光中的每一個臨時地照射圖像形成元件。由此，在屏幕表面上形成彩色圖像。

然而，在傳統的投影儀中，必需在熒光體上形成各個熒光區域以及透射區域。因此，熒光體的制造過程是復雜的。

此外，因為形成在熒光體上的熒光區域的角度大小和透射區域的角度大小按照投影儀的類型可能不同，所以必需制造配置有熒光區域的熒光體，該熒光區域具有用于每種投影儀類型的不同的角度。因此，熒光體的控制是復雜的。

技術實現要素：

因此，本發明的目的是提供一種光源裝置和使用該光源裝置的投影儀，在該光源裝置中，光學系統的配置可以被簡化，并且布局自由度可以被提高。

本發明提供一種投影儀，包括：

光源裝置；

圖像形成元件；以及

投射光學系統，

其中，通過將由所述光源裝置生成的多種顏色中的每一種顏色依序地照射到所述圖像形成元件而形成的圖像被所述投射光學系統所投射，

其中，所述光源裝置包括：

光源部分，所述光源部分生成預定顏色的光；

熒光體保持架，所述熒光體保持架具有第一熒光體和第二熒光體，通過從所述光源部分發出的所述預定顏色的光的照射，所述第一熒光體生成與所述預定顏色的光不同的第一熒光，通過從所述光源部分發出的所述預定顏色的光的所述照射，所述第二熒光體生成與所述預定顏色的光不同并且與所述第一熒光不同的兩種顏色的熒光；以及

顏色改變部分，為了透射，所述顏色改變部分改變所述光源部分中生成的所述預定顏色的光，所述第一熒光體中生成的所述第一熒光，所述第二熒光體中生成的并且是所述兩種顏色中的一種顏色的熒光的第二熒光，以及所述第二熒光體中生成的所述兩種顏色的熒光。

本發明還提供一種光源裝置，包括：

光源部分，所述光源部分生成預定顏色的光；

熒光體保持架，所述熒光體保持架具有第一熒光體和第二熒光體，通過從所述光源部分發出的所述預定顏色的光的照射，所述第一熒光體生成與所述預定顏色的光不同的第一熒光，通過從所述光源部分發出的所述預定顏色的光的所述照射，所述第二熒光體生成與所述預定顏色的光不同并且與所述第一熒光不同的兩種顏色的熒光；以及

顏色改變部分，為了透射，所述顏色改變部分改變所述光源部分中生成的所述預定顏色的光，所述第一熒光體中生成的所述第一熒光，所述第二熒光體中生成的并且是所述兩種顏色中的一種顏色的熒光的第二熒光，以及所述第二熒光體中生成的所述兩種顏色的熒光。

附圖說明

圖1是圖解根據本發明的實施例1的投影儀的光學系統的主要配置的光學視圖。

圖2是圖1中所示的投影儀的光路切換盤的平面圖。

圖3是圖1中所示的投影儀的光路切換盤的側面視圖。

圖4是圖1中所示的投影儀的顏色改變盤的平面圖。

圖5是圖解圖2中所示的光路切換盤的透射區域的角度和反射區域的角度之間的關系的說明視圖。

圖6是圖解顏色分量改變盤的藍光的反射區域的角度和紅光的反射區域的角度之間的關系的說明視圖。

圖7是圖解通過圖5中所示的光路切換盤和圖6中所示的顏色改變盤被照射到圖像形成元件的藍光、綠光和紅光的照射時間的比率的實例的說明視圖。

圖8是顯示根據本發明的實施例1的投影儀的光學系統的變形實例的光學視圖。

圖9是圖8中所示的投影儀的光路切換盤的平面圖。

圖10是圖9中所示的投影儀的光路切換盤的側面視圖。

圖11是圖8中所示的投影儀的顏色改變盤的平面圖。

圖12是圖解根據本發明的實施例2的投影儀的光學系統的主要配置的光學視圖。

圖13是圖12中所示的投影儀的光路切換盤的平面圖。

圖14是圖13中所示的光路切換盤的側面視圖。

圖15是圖12中所示的投影儀的顏色改變盤的平面圖。

圖16A-16B是圖解光源部分的另一個實例的光學視圖，其中，從圖1，8和12所示的投影儀的光源部分發出的激光束被聚集。

圖17是圖解根據本發明的實施例3的投影儀的光學系統的主要配置的光學視圖。

圖18是示意地圖解根據本發明的實施例3的光路切換盤和盤上的束斑之間的關系的說明視圖。

圖19是示意地圖解根據本發明的實施例3的顏色改變盤和盤上的束斑之間的關系的說明視圖。

圖20是圖解顏色改變盤的另一個實例的說明視圖。

圖21是時序圖，該時序圖示意地圖解在根據本發明的實施例3的光路切換盤和顏色改變盤上的束斑橫過盤的邊界區域的情況下出現的顏色的混合物。

圖22是時序圖，該時序圖示意地圖解避免在根據本發明的實施例3的光路切換盤和顏色分量盤上的束斑橫過盤的邊界區域的情況下生成的顏色的混合物的實例

圖23是圖解根據實施例3的熒光體的另一個實例的說明視圖。

具體實施方式

(實施例)

圖1是圖解包含根據本發明的實施例1的光源裝置的投影儀的光學系統的主要配置的光學視圖。在圖1中，數字1表示光源部分。光源部分1示意地配置有作為激光源的激光二極管(LD)、耦合透鏡1b和聚光透鏡1c。

多個激光二極管la被設置在驅動電路板2上，而且耦合透鏡1b被設置為對應于每個激光二極管la。從激光二極管la發出的激光束通過耦合透鏡1b被聚集成為平行光通量，并且被引導到聚光透鏡1c。

聚光透鏡1c使得激光束在通過每個耦接透鏡lc而變成平行光通量之后聚集。激光二極管1a發出藍色(B)激光束BP，作為藍色(B)光、紅色(R)光以及綠色(G)光中的一種光。然而，發出綠色激光束和/或紅色激光束的激光二極管可以被類似地使用。同樣，發光二極管(LED)可以代替激光二極管(LD)被使用。

作為光路切換部分的光路切換盤3被設置在從光源部分1發出的藍色激光束BP的光路中。激光束BP以斑點形式照射光路切換盤。激光束BP的斑點的大小被確定為能夠防止混色等等的適當的大小。

光路切換盤3被配置有用于依次切換光路的可轉動的盤，并且包含按轉動方向劃分的反射區域3a和透射區域3b，如圖2所示。光路切換盤3被設置成與聚光透鏡1c的光軸成一定角度(這里，與光軸成45度)。

如圖1所示，光路切換盤3例如通過驅動源的步進馬達4被驅動而轉動。關于這一點，在圖2中，數字4a表示驅動軸。

如圖3所示，反射涂層3d被形成在接收藍色激光束BP的表面上的光路切換盤3的反射區域3a上。

反射涂層3e被形成在接收藍色激光束BP的表面上的光路切換盤3的透射區域3b上。分散涂層3f被形成在與反射涂層3e相對的表面上。分散表面3f被涂敷用于減少激光束BP的斑紋。

代替在光路切換盤3上設置分散表面3f，可以設置轉動分散板。

藍色激光束BP被反射區域3a反射的光路是從光源部分1發出的藍色激光束BP照射熒光體5的路徑。

這里，熒光體5被配置為可轉動的盤。在圖1中，數字6表示作為用于熒光體的驅動源的步進馬達。

熒光涂層5a被涂敷在熒光體5上。通過從光源部分1發出的藍色激光束BP的照射，熒光涂層5a生成與藍色激光束BP不同的綠色熒光和紅色熒光。

通過熒光體5的轉動，可以防止由于激光束長時間連續地照射相同的斑點而導致熒光涂層5a的劣化。對于熒光涂層5a，例如，、生成綠色熒光的熒光材料和生成紅色熒光的熒光材料的混合物通過經由藍色激光束的照射被激勵而被涂敷。然而，不局限于以上所述。

例如，可以使用一種熒光材料，該熒光材料具有涉及綠色波長和紅色波長的熒光的特征。

聚光透鏡7、分色鏡8和聚光透鏡9被設置在藍色激光束BP朝向熒光體5被反射的光路中。聚光透鏡7聚集由反射區域3a反射的藍色激光束BP，并且將它轉換成為平行光通量BP”。

分色鏡8透射藍色激光束BP并且將它引導到熒光體5。分色鏡8反射除藍色外的另一個顏色的熒光，并且將它引導到作為顏色改變部分的顏色分量改變盤10。

在實施例1中，顏色改變盤10切換綠色熒光GP和紅色熒光RP。聚光透鏡9將平行光通量BP”以斑點形式聚集在熒光體5上，聚集從熒光體5發出的熒光，并且將它轉換成為平行光通量LP'。

在實施例1中，熒光YP通過從光源部分1發出的具有每個顏色的光被激勵。形成一條光路，在該光路中，熒光YP經由聚光透鏡9、分色鏡8和聚光透鏡11朝向顏色改變盤10傳送。

聚光透鏡11被設置在分色鏡8和顏色改變盤10之間。被分色鏡8反射的熒光通過聚光透鏡11被聚集，并且照射到顏色改變盤10。這里，顏色改變盤10被設置為與聚光透鏡11的光軸成角度。

如圖4所示，顏色改變盤10被配置有可轉動的盤，用于依次改變顏色。在該盤中，反射區域10a和反射區域10b被形成為在轉動方向上被劃分。反射區域10a反射綠色熒光GP，吸收紅色熒光RP，或者透射紅色熒光RP，而且反射區域10b反射紅色熒光RP并且吸收綠色熒光GP或者透射綠色熒光GP。例如，顏色改變盤10同樣被作為驅動源的步進馬達12所驅動，以進行轉動。在實施例1中，顏色轉變盤10反射綠色熒光GP和紅色熒光RP兩者，但是并不局限于以上所述。它可以被配置為反射熒光GP和熒光RP中的一個，并且透射另一個。在圖4中，數字12a表示驅動軸。

穿過透射區域3b之后的藍色激光束BP穿過一條光路，在該光路中，從光源部分1發出的藍色激光束BP照射作為傳統的圖像形成元件(例如，數字微鏡裝置DMD)的圖像形成板13。也就是說，該光路使得從光源部分1發出的具有每個顏色的光朝向圖像形成元件傳送。

聚光透鏡14被設置在該光路中。聚光透鏡14將已經透射通過光路切換盤3的藍色激光束BP轉換成為平行光通量BP”，并且將平行光通量BP”引導到分色鏡15。

聚光透鏡16被設置在被顏色改變盤10反射的綠色熒光GP和紅色熒光RP的傳送方向的前面。聚光透鏡16聚集綠色熒光GP和紅色熒光RP，將它們轉換成為平行光通量LP”，并且將它引導到分色鏡15。這里，分色鏡被設置為與聚光透鏡14和16的光軸成角度。

分色鏡15被設置在圖像形成板13和顏色改變盤10之間的光路上。分色鏡15聚集作為藍色光的平行光通量BP”的光路和作為綠色(或者紅色)光的平行光通量LP”的光路，并且將它引導到圖像形成板13，圖像形成板13作為用于光路聚集的鏡子。

光路通過分色鏡15被聚集的平行光通量BP”和LP”被聚光透鏡17聚集，并且被引導到傳統的光通道18。光通道18是用于防止光通量的參差不齊的光學構件，該光學構件減少光通量的參差不齊。這里，可以使用復眼透鏡來代替光通道18。

穿過光通道18的光經過聚光透鏡19變成平行光通量。該光被反射鏡20反射并且被引導到圖像形成板13。例如，圖像形成板13由例如傳統的圖像生成部分GE所控制。具有每個顏色的光被圖像形成板13反射，并且經過投影透鏡21照射屏幕S。由此，彩色圖像被放大并且形成在屏幕S上。

參考圖5-7詳細描述光路切換盤3和顏色改變盤10之間的時刻之間的關系。

光路切換盤3和顏色改變盤10以相同的轉速同步轉動。如圖5所示，透射區域3b的角度φB被確定為維持時間tB(參見圖7)，時間tB對應于透射具有藍色分量的激光束BP的透射區域3b。反射區域3a的角度φGB具有保持角度(360-φB)。

雖然藍色激光束BP穿過光路切換盤3的透射區域3b，但是激光束BP并不照射熒光體5，因此，熒光體5沒有發出熒光。

雖然藍色激光束BP被反射區域3a反射，但是激光束BP照射熒光體5，并且熒光體5生成熒光。

激光束照射熒光體5的時間tGB對應于反射區域3a的角度φGB。這里，如圖6所示，邊界線ql和q2中的一個邊界線被確定為位于光路切換構件的透射區域3b中。邊界線ql和q2是反射綠色熒光GP的反射區域10a和反射紅色熒光RP的反射區域10b之間的分界線。

接下來，邊界線q1和q2中的另一個邊界線被確定為位于能夠具有時間tG和tR的比的位置，時間tG和tR的比是照射熒光GP和熒光RP所需的。當邊界線q1和q2如上所述被確定時，依據設計，對于邊界q1的位置，可以獲得廣泛的設定范圍。因此，即使顏色改變盤10的反射區域10a和10b的角度沒有被準確地確定，在組裝投影儀時，也可以通過調節光路切換盤3的轉動時刻來獲得用于生成藍光B、綠光G和紅光R的必要的時間，如圖7所示。

在實施例1中，光路切換盤3被配置為轉動,以便周期地改變光路，顏色改變盤10同樣被配置為轉動,以便周期地改變顏色。然而，不局限于以上所述。例如，光路切換盤3和顏色改變盤10可以被配置為周期地往復運動。

(實施例1的變形實例)

圖8圖解根據實施例1的光學系統的變形實例。熒光體5被設置在透射光路中，已經透射經過光路切換盤3的透射區域3b的藍色激光BP在該透射光路中行進。同樣，分色鏡15被設置在反射光路中，已經被光路切換盤3的反射區域3a反射的藍色激光束BP在該反射光路中行進。換句話說，設置了一條光路，在該光路中，從光源部分1發出的光經過聚光透鏡14和分色鏡15，朝向圖像形成元件行進。而且同樣設置了一條光路，在該光路中，被光源部分1發出的彩色光所激勵的熒光經過聚光透鏡9、分色鏡8和聚光透鏡11，朝向顏色改變盤10行進。

在變形實例中，如圖9所示，反射區域3a的角度類似于圖2中所示的透射區域3b的角度。透射區域3b的角度類似于圖2中所示的反射區域3a的角度。如圖10所示，防反射涂層3e被形成在光路切換盤3的透射區域3b的兩個表面上。

如圖10所示，分散表面3f被形成在激光束BP照射的表面上的反射區域3a中，而且防反射涂層3d形成在相對的表面上。

這里，顏色改變盤10包含透射綠色熒光GP并且阻擋紅色熒光RP的透射的透射區域10a'、以及透射紅色熒光RP并且阻擋綠色熒光GP的透射的透射區域10b'。

透射區域10a'的角度類似于圖4中所示的反射區域10a的角度，并且透射區域10b'的角度類似于圖4中所示的反射區域10b的角度。顏色改變盤10被設置在垂直于聚光透鏡11和16的光路的方向上。用于轉變光路的反射鏡22被設置在聚光透鏡16和分色鏡15之間。用于轉變光路的反射鏡23被設置在聚光透鏡19和反射鏡20之間。

圖8中所示的投影儀的光學系統的功能類似于如圖1所示的投影儀的光學系統的功能，如此這里省略該功能的描述。如上所述，根據本發明，熒光體5可以被設置在光路切換盤3中的激光束BP的透射光路和反射光路中的每一個光路上。因此，可以在每個光學元件的布局中具有更多的選擇。

[實施例2]

圖12是圖解包含根據本發明的實施例2的投影儀的光學系統的光學視圖。這里，分色鏡被設置在光路切換盤3和聚光透鏡1c之間，該分色鏡透射藍色激光束BP并且將它引導到光路切換盤3，而且分色鏡反射除藍色外的另一個顏色的光，并將其引導到顏色改變盤10。

將激光束BP轉換成為平行光通量的凹透鏡1c'被設置在聚光透鏡1c和分色鏡8之間。如圖13、14圖解的，光路切換盤3包含涂敷熒光涂層5a的反射區域3a和沒有涂敷熒光涂層的透射區域3b。

類似于實施例1，防反射涂層3e被形成在激光束BP照射的表面上的透射區域3b中。聚光透鏡9被設置在分色鏡8和光路切換盤3之間。

聚光透鏡9將激光束BP的平行光通量以斑點形式聚集在光路切換盤3上，并且聚集經過光路切換盤3的反射區域3a而生成的熒光，而且將它轉換成為平行光通量。

已經透射經過光路切換盤3的透射區域3b的激光束BP經過聚光透鏡9'變成平行光通量，并且經過用于光路轉變的反射鏡22'和22被引導到分色鏡15。

包含經過光路切換盤3的反射區域3a被生成的綠色熒光GP和紅色熒光RP的熒光RP經過分色鏡8被引導到顏色改變盤10。

如圖15所示，顏色改變盤10被配置有可轉動的盤，用于依次改變顏色分量。可轉動的盤包含對于轉動方向利用角度被劃分的透射區域10a'和透射區域10b'。透射區域10a'透射綠色熒光GP并且吸收或者反射紅色熒光RP，而且透射區域10b'透射紅色熒光RP并且吸收或者反射綠色熒光GP。

聚光透鏡11和16被設置在分色鏡8和分色鏡15之間。顏色改變盤10被設置在聚光透鏡11和16之間，并且在垂直于聚光透鏡11和16的光軸的平面上轉動。

根據實施例2，形成一條光路，在該光路中，從光源部分1發出的彩色光經過聚光透鏡9'、反射鏡22'、反射鏡22、分色鏡15和聚光透鏡17'，朝向圖像形成元件傳送。

形成一條光路，在該光路中，被光源部分1發出的具有顏色的光所激勵的熒光經過聚光透鏡9、分色鏡8和聚光透鏡11，朝向顏色改變盤10傳送。

根據實施例2，熒光體5和光路切換盤3可以被一體地配置，以致與實施例1以及實施例1的變形實例相比，作為用于轉動的驅動元件的驅動源的數量可以被降低。因此，光學系統的光學元件可以被簡化。

在實施例1和2中，聚光透鏡1c被設置在光源部分1中，并且激光束BP被聚集在光路切換盤3上。然而，配置并不總是局限于以上所述。例如，如圖16A所示，可以被配置為使得進入耦合透鏡1b的激光束BP的入射位置被設置在離開耦合透鏡的光軸的中心的偏心位置處，并且在沒有在光源1中設置聚光透鏡1c的情況下，將光聚集在光路切換盤3上。

此外，如圖16B所示，激光二極管1a和耦合透鏡1b可以以聚集的方式被設置，以使光被聚集在光路切換盤3上。對于通過使用激光二極管1a、耦合透鏡1b和聚光透鏡1c來聚集光的這種光學系統，可以采用各種配置。

此外，只要不超出本發明的主旨的范圍，可以根據光學系統的配置自由地確定分色鏡8和15的透射和反射之間的關系。

如以上實施例1和2中描述的，光源部分1可以以僅僅一個變化被配置，以使光源部分1的冷卻配置可以被簡化。

此外，熒光體5同樣以一個變化被配置，并且不必以大于兩個變化來分割熒光體5的熒光區域。因此熒光體5可以簡單地被做出。因此，對于每個光學元件的布局，能夠具有更多的選擇，并且使投影儀最小化。

[實例3]

圖17是示意地圖解具有根據本發明的實施例3的光源裝置的投影儀的光學系統的配置的光學視圖。

在圖17中，對于具有與實施例1類似配置的元件，標明了相同的數字與符號。

光源部分1被配置有激光二極管1a(LD)、耦合透鏡1b和聚光透鏡1c。

多個激光二極管la被設置在驅動電路板2上，而且耦合透鏡1b被設置在每個激光二極管1a上。

從激光二極管la發出的激光束經過耦合透鏡1b被聚集并且作為平行光通量被引導到聚光透鏡1c。激光二極管1a發出藍色激光束BP。

在從光源部分1發出的藍色激光束BP所傳送的光路中，形成光路切換盤3，該光路切換盤3定期地切換從光源部分1發出的彩色光所通過的光路。在由光源部分1發出的藍光激勵的熒光所傳送的光路以及從光源部分1發出的藍光朝向作為圖像形成元件的圖像形成板13傳送的光路之間切換光路。

如圖18所示，通過在光路切換盤3上照射激光束BP，形成束斑BSP。光路切換盤3配置有可轉動的盤，用于依次切換光路。可轉動的盤包含在轉動方向上被劃分的反射區域3a和透射區域3b。

光路切換盤3被設置成與聚光透鏡1c成角度。步進馬達4驅動光路切換盤3，以進行轉動。

在由光路切換盤的反射區域3a反射的藍色激光二極管BP所經過的光路中，從光源部分1發出的藍色激光束BP朝向光通道18傳送。

在藍色激光束BP已經透射通過光路切換盤3的透射區域3b的光路中，藍色激光束BP照射熒光體5。

在從光源部分1發出的藍色激光束BP被引導到光通道18的光路中，設置了聚光透鏡16'、用于光路組合的分色鏡15'以及聚光透鏡17'。

顏色改變盤10被設置在光通道18和聚光透鏡17'之間。顏色改變盤10被均等地劃分成為四個區段。

分色鏡15'透射藍色激光束BP并且反射通過熒光體5生成的熒光RP和GP。設置一條光路，在該光路中，從光源部分1發出的彩色激光束BP通過聚光透鏡16'、分色鏡15'和聚光透鏡17'，朝向圖像形成元件傳送。

分色鏡8'透射藍色激光束BP并且反射通過熒光RP和GP。由分色鏡8'反射的熒光RP和GP被反射鏡22'反射，并且被引導到分色鏡15'。

在實施例3中，在通過聚光透鏡9'、分色鏡8'、反射鏡22'、分色鏡15'以及聚光透鏡17'形成的光路中，由光源部分1發出的彩色光所激勵的熒光RP和GP朝向顏色改變盤10傳送。

如圖19所示，顏色改變盤10包含透射區域10c、透射區域l0d和透射區域l0e。透射區域10c透射激光束BP并且阻擋熒光GP和RP兩者的透射，透射區域l0d透射黃色熒光YP熒光(GP和RP兩者)并且阻擋激光束BP的透射，透射區域l0e透射熒光GP并且阻擋激光束BP和熒光RP的透射，透射區域l0f透射熒光RP并且阻擋激光束BP和熒光GP的透射。

透射區域10c到10f被配置為圓弧狀區域。圓弧對于圓弧狀區域10c的中心O"的角度例如是75度。此外，圓弧狀區域l0d到10f被形成為具有相等的角度。其對于中心O"的角度例如是95度。

當光路切換盤3的反射區域3a橫過激光束BP的光路時，激光束BP被反射，并且通過聚光透鏡16'、分色鏡15'和聚光透鏡17'被引導到顏色改變盤10的透射區域10c。

當光路切換盤3的透射區域3b橫過激光束BP的光路時，激光束BP被透射，并且通過聚光透鏡7'、分色鏡8'和聚光透鏡9'被引導到熒光體5。

熒光體5被激光束BP激勵并且生成熒光RP和GP。激光束BP以及熒光RP和GP被引導到分色鏡8'，而且熒光RP和GP被分色鏡8'反射。反射的熒光RP和GP進一步被反射鏡22'反射，并且被引導到分色鏡15'。

激光束BP以及熒光RP和GP的光路通過分色鏡15'被聚集。熒光RP和GP通過聚光透鏡17'被引導到顏色改變盤10的透射區域10d、10e和10f。

已經透射通過顏色改變盤10的每個透射區域10c到l0f的每個彩色光被入射在光通道18上。

在光通道18中行進期間，每個彩色光的光量的分布被平均。從光通道18發出的每個彩色光借助于聚光透鏡1變成平行光通量。光被反射鏡22反射并且被引導到圖像形成板13。

圖像形成板13由圖像生成部分GE控制。每個彩色光被圖像形成板13反射，并且通過投影儀透鏡21被照射到屏幕S。因此，如圖19所示，在顏色改變盤10轉動一周的同時，形成具有B、R、G、Y分量的每個彩色光，并且彩色圖像被放大和顯示在屏幕S上。

在實施例3中，顏色改變盤10被設置在光通道18和聚光透鏡17'之間，以使聚光透鏡17'可以與用于顏色改變盤的聚光透鏡11一起被使用。即，最初設置在圖1所示的光學系統以及圖8所示的光學系統中的聚光透鏡17同樣用于聚光透鏡11。因此，可以實現光學系統的簡化。

(顏色改變盤的變形實施例)

在圖19中，顏色改變盤10被配置有四個區段，透射區域10c到10f。然而，顏色改變盤10被基本地設置，以便從熒光YP生成熒光RP和GP。

熒光YP和激光束BP可以被光路切換盤3切換。因此，并非必需由顏色改變盤10來切換熒光YP和激光束BP。

此外，如果熒光YP和激光束BP被互相分開地生成，那么通過顏色改變盤10，熒光GP和RP存在于熒光YP和激光束GP之間。因此，顏色改變盤10的區段的數量變成四個。

然而，如果從激光束BP生成的藍光B和從熒光YP生成的黃光Y互相相鄰地被生成，那么顏色改變盤10的區段的數量可以從4個區段減少到3個區段。因此，顏色改變盤10的制造過程的數量可以被減少，并且可以實現成本降低。

圖20圖解三個區段的顏色改變盤10的實例。這里，如圖20所示，顏色改變盤10包含配置有切口或者透明區域的圓弧狀區域10W、透射熒光GP并且阻擋激光束BP和熒光RP的透射的圓弧狀區域l0e、以及透射熒光RP并且阻擋激光束BP和熒光GP的透射的圓弧狀區域l0f。

借助于圖20中所示的顏色改變盤10，如上所述，激光束BP和熒光YP可以僅僅通過光路切換盤3被切換。

(用于通過圖像生成部分GE防止混色的控制)

如圖18和19所示，束斑BSP和BSP'被形成在光路切換盤3和顏色改變盤10上。束斑BSP和BSP'具有預定尺寸。

如圖18所示，束斑BSP在光路切換盤的反射區域3a和透射區域3b之間的邊界r1和r2附近，跨立反射區域3a和透射區域3b兩者。

此外，如圖19所示，束斑BSP'跨立在顏色改變盤10的透射區域10c到l0f之間的邊界r3到r6附近被彼此相鄰地設置的透射區域。

在束斑BSP和BSP'跨立的邊界r1到r6上，每個不同顏色的光被同時入射在光通道18上，因此，顏色的混合出現。圖21是示意地圖解混色、光路切換盤3以及顏色改變盤10之間的關系的時序圖。

倘若光路切換盤3和顏色改變盤10的轉數彼此相符并且每一個單元時間的轉數保持恒定，那么根據BSP和BSP'的直徑決定混色的持續時間。

(由光路切換盤3引起的混色的描述)

由對于徑向的兩條切線r1'和r1”形成的角度是θs。兩條切線r1'和r1”穿過光路切換盤3的轉動中心O，并且與束斑BSP的圓圈接觸。此外，當邊界r1符合徑向上的切線r1'時，光路切換盤3的轉動角度θ是0度。

在以上情形中，當光路切換盤3在箭頭Z1指示的方向上轉動時，如圖21所示，熒光YP和激光束BP的混合開始。隨著光路切換盤3的轉動角度θ變大,熒光YP的光量減少并且激光束BP的光量增加。

當光路切換盤3進一步在相同的方向上轉動時，光路切換盤3的轉動角度θ變成與θs相同的角度，邊界r1變得等同于徑向r1”上的切線，并且被引導到顏色改變盤10的熒光YP的光量變成零。被引導到顏色改變盤10的激光束BP的光量變得穩定為1。在邊界r1橫過束斑BSP的同時，混色出現。為了方便描述，以上混合物被表示為混合物1。

此外，當光路切換盤3轉動并且邊界r2對應于切線r1'時，束斑BSP僅僅被入射在光路切換盤3的反射區域3a上。因此，被引導到顏色改變盤10的激光束BP的光量保持穩定為1。

當光路切換盤3進一步轉動并且邊界r2對應于徑向上的切線r1’時，一部分束斑BSP開始被入射在光路切換盤3的透射區域3b上。

因此，被引導到顏色改變盤10的激光束BP的光量減少，并且被引導到顏色改變盤10的熒光YP的光量增加。在邊界r2橫過束斑BSP的同時，混色同樣出現。這種混合物被表示為混合物2。

當光路切換盤3的邊界r2對應于對于徑向的切線r1”時，束斑BSP沒有被入射在光路切換盤3的反射區域3a上。因此，被引導到顏色改變盤10的激光束BP的光量變為零。另一方面，被引導到顏色改變盤10的熒光YP的光量變得穩定為1。在光路切換盤3的一周的轉動期間，上述混色1和2出現。

[由顏色改變盤10引起的混色的描述]

為方便起見，入射在顏色改變盤10上的激光束BP的束斑BSP'的光斑直徑被表示為φ'＝φ。也就是說，由與束斑BSP'接觸的徑向上的切線r3'和r3”形成的角度被表示為θs。

光路切換盤3和顏色改變盤10在邊界r1(邊界r2)和邊界r3的轉動相位一致的狀態下同步轉動。換句話說，顏色改變盤10中的區域的邊界r3和光路改變盤3中的區域的邊界r1一一對應，并且轉動以使它們自己的相位同步。

這里，當邊界r3對應于徑向上的切線r3'時，角度θ＝0度。當顏色改變盤10在箭頭Z2指示的方向上轉動時，熒光YP和激光束BP開始混合，并且在顏色改變盤10的角度θ在0到θs之間的同時，混色1持續。

也就是說，在通過顏色改變盤10的熒光YP的投射時間的下半時期間，因為激光束BP合并到熒光YP，所以混色1a出現。在通過顏色改變盤的熒光YP的投射時間的上半時期間，因為熒光YP合并到激光束BP，所以混色1b出現。

此外，在顏色改變盤10在箭頭Z2指示的方向上轉動并且邊界r4對應于徑向上的切線r3'的同時，只有激光束BP被引導到光通道18。在以上期限期間，因為只有激光束BP被引導到光通道18，所以通過顏色改變盤10的混色沒有出現。

此外，在從顏色改變盤10轉動并且邊界r4對應于徑向上的切線r3'到邊界r4對應于徑向上的切線r3”的期限期間，通過光路切換盤3的混色2持續。

也就是說，在通過顏色改變盤10的激光束BP的投射時間的下半時期間，因為熒光RP被合并到激光束BP，所以混色1c出現。在通過顏色改變盤10的熒光RP的投射時間的上半時期間，因為激光束BP被合并到熒光RP，所以混色1d出現。

在從顏色改變盤10進一步轉動并且邊界r4對應于徑向上的切線r3”到邊界5對應于徑向上的切線r3'的期限期間，因為激光束BP僅僅照射顏色改變盤10的透射區域l0f，并且只有熒光RP被引導到光通道18，所以混色沒有出現。

在從顏色改變盤10進一步轉動并且邊界r5對應于徑向上的切線r3'到邊界r5對應于徑向上的切線r3”的期限期間，熒光RP和熒光GP的混色出現。這種混合物被表示為混色3。

也就是說，在通過顏色改變盤10的熒光RP的投射時間的下半時期間，因為熒光GP合并到熒光RP，所以混色1e出現。在通過顏色改變盤10的熒光RP的投射時間的上半時期間，因為熒光RP被合并到熒光GP，所以混色1f出現。

在從顏色改變盤10進一步轉動并且邊界r6對應于徑向上的切線r3”到邊界r6對應于徑向上的切線r3'的期限期間，因為只有熒光GP照射顏色改變盤10的透射區域10e，所以只有熒光GP被引導到光通道18并且混色沒有出現。

此外，在從顏色改變盤10轉動并且邊界r6對應于徑向上的切線r3'到邊界r6與徑向上的切線r3”接觸的期限期間，熒光GP和熒光YP的混色出現。這種混合物被表示為混色4。

也就是說，在通過顏色改變盤10的熒光GP的投射時間的下半時期間，因為熒光YP合并到熒光GP，所以混色1g出現。在熒光YP的透射時間的上半時期間，因為熒光GP合并到熒光YP，所以混色1h出現。

在從顏色改變盤10進一步轉動并且邊界r6對應于徑向上的切線r3'到邊界r3對應于徑向上的切線r3”的期限期間，因為只有熒光YP被引導到光通道18，所以混色沒有出現。

如果這種混色1到4出現，那么顏色中的純度被降低并且色彩再現的范圍被縮小。

因此，可以考慮在混色1到4出現的投射時間期間關閉激光二極管(LD)1a或者圖像形成板13。

然而，如果在混色1到4出現的投射時間期間關閉激光二極管(LD)1a或者圖像形成板13，那么圖像因此變暗。

因此，在實施例3中，為了防止圖像變暗最小并且抑制色彩再現范圍，做出稍后描述的努力。

關于到屏幕S的照明效率，因為它從光源部分1被發出，所以激光束BP的照明效率最大。

熒光YP通過激光束BP的照射被生成。通過熒光體5通過激光束BP的激勵效率，確定熒光YP的照明效率。因為在熒光體5中有光量損失，所以熒光YP的照明效率變得比激光束BP的照明效率低。

激光束BP包含一旦穿過分色鏡15'就被生成的光量損失。熒光YP、RP和GP一旦被分色鏡8'、反射鏡22'和分色鏡8'反射，就包含光量損失。

這里，以上光量損失被忽視。然而，即使這種光量損失被忽視，在熒光RP和GP中也有不能被忽視的光量損失。

也就是說，實質上，激光束BP和熒光YP可以透射通過顏色改變盤10。相反地，熒光RP和GP包含一旦透射通過顏色改變盤10就生成的損失。因此，熒光RP和GP的照明效率比激光束的照明效率低得多。

這里，關于熒光Y中的熒光GP和熒光RP的光量的比率，如果熒光GP的光量比熒光RP的光量高，那么到屏幕S的照明效率變成激光束BP>熒光YP>熒光GP>熒光RP。

在這方面，因為熒光RP的光量比激光束BP、熒光YP和熒光GP的光量低，所以來源于熒光RP中的混色的色彩再現性的減少的影響最大。

因此，在實施例3中，如具有虛線的圖22所示，在混色1d和混色1e出現的期限期間，激光二極管1a和數字微鏡裝置DMD中的至少一個被關閉。從而，可以實現明亮的投影儀，該明亮的投影儀可以防止顏色純度的減少以及色彩再現范圍的減少。

這里，描述熒光RP的照明效率最低的情況。當熒光GP的照明效率最低時，它適合于配置為使得激光二極管1a和數字微鏡裝置DMD中的至少一個僅僅在混色1f和混色1g出現的時間期間被關閉。

也就是說，關于具有最低照明效率的熒光或者激光束BP，它適合于配置為使得激光二極管1a或者數字微鏡裝置DMD在混色出現的期限期間被關閉。

另外，同樣能夠在一旦投射具有每個不同顏色的光、混色就出現的期限期間，將激光二極管1a或者數字微鏡裝置DMD配置為關閉。

在實施例3中，光路切換盤3的邊界1的相位和顏色改變盤10的邊界r3的相位同步轉動。

從而，混色的數量可以被減少。

同樣，對于激光二極管1a和數字微鏡裝置中的至少一個，能夠根據光路切換盤3的束斑BSP的直徑Φ和顏色改變盤10的束斑BSP的直徑Φ'中較大的直徑而被關閉。因此，可以簡化開關的控制。

(實施例4)

在實施例3中，描述了熒光體涂層5a被涂敷到熒光體5，熒光體涂層5a生成與激光束BP不同的綠色熒光GP和包含紅色熒光RP的黃色熒光YP。

然而，如圖23所示，通過激光束BP的激勵而生成綠色熒光GP的熒光體涂層5'或者通過激光束BP的激勵而生成紅色熒光RP的熒光體涂層5a"可以被涂敷在熒光體5上。

從這種構造，在投射綠色熒光GP的期限或者投射紅色熒光RP的期限期間，熒光涂層5a'和5a"可以被涂敷。

因此，不必通過顏色改變盤10從熒光體涂層5a獲得綠色熒光GP或者紅色熒光RP。綠色熒光GP或者紅色熒光RP中的照明效率可以被增加。

這里，在這種情形下，可以通過顏色改變盤10來切斷具有預定波長的光。

例如，當生成綠色熒光GP的熒光體涂層5a'被使用時，可以通過從熒光GP的頻譜切斷具有預定波長的熒光來控制熒光GP的顏色。

詳細地，通過從熒光GP切斷具有長波長的光，可以增加綠色顏色的純度。

根據本發明，整個光學系統的配置可以被簡化，而且在每個光學元件的布局中能夠具有更多的選擇。

盡管以上已經描述了本發明的實施例，但是本發明并不局限于此。應當領會，在不背離本發明的范圍的情況下，本領域的技術人員可能做出該實施例中描述的變化。