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CN102004383B - 投影机 - Google Patents

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CN102004383B
CN102004383B CN2010102662889A CN201010266288A CN102004383B CN 102004383 B CN102004383 B CN 102004383B CN 2010102662889 A CN2010102662889 A CN 2010102662889A CN 201010266288 A CN201010266288 A CN 201010266288A CN 102004383 B CN102004383 B CN 102004383B
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Abstract

本发明提供可使投影图像明亮且可稳定投影图像的色平衡的投影机。投影机1000具备：第1固体光源装置20，其具有出射主激励光的第1固体光源和将从第1固体光源出射的主激励光变换为包含红色光及绿色光的光并出射的荧光层；具有出射蓝色光的第2固体光源的第2固体光源装置120；根据图像信息调制各色光的光调制装置400R、400G、400B；将来自各光调制装置的调制光作为投影图像投影的投影光学系统600；将从第1固体光源装置20出射的光和从第2固体光源装置120出射的蓝色光合成的分色镜40。

Description

投影机
技术领域
本发明涉及投影机，特别涉及采用固体光源的投影机。
背景技术
以前，已知这样的投影机，具有：出射白色光的1个固体光源装置；将来自1个固体光源装置的光分离为红色光、绿色光及蓝色光的色分离导光光学系统；根据图像信息调制来自色分离导光光学系统的各色光的光调制装置；将来自光调制装置的调制光作为投影图像投影的投影光学系统(例如，参照专利文献1)。根据专利文献1所述的投影机，作为由光调制装置调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)，采用从出射白色光的1个固体光源装置通过色分离而获得的3个色光，因此，没有在具有3个固体光源装置的投影机的场合下，不同固体光源装置的发光效率(单位功率的亮度)和温度特性(温度的变化导致的光量的变化)的差异，结果，可以稳定投影图像的色平衡。
另外，已知这样的投影机，具有：出射红色光的固体光源装置、出射绿色光的固体光源装置及出射蓝色光的固体光源装置；根据图像信息调制来自各固体光源装置的各色光的光调制装置；将来自光调制装置的调制光作为投影图像投影的投影光学系统(例如，参照专利文献2)。根据专利文献2所述的投影机，按各色光(红色光、绿色光及蓝色光)具有个别的固体光源装置(出射红色光的固体光源装置、出射绿色光的固体光源装置及出射蓝色光的固体光源装置)，作为由光调制装置调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)，采用上述的3个固体光源装置分别出射的3个色光，因此，与具有1个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像明亮。
专利文献1：日本特开2005-274957号公报；
专利文献2：日本特开2002-268140号公报。
但是，专利文献1所述的投影机中，由于从1个固体光源装置发生包含红色光、绿色光及蓝色光的白色光，因此与具有3个固体光源装置的投影机的场合不同，大的热负载集中到1个固体光源装置，结果，存在难以使投影图像进一步明亮的问题。
另外，专利文献2所述的投影机中，用于出射红色光、绿色光及蓝色光的3个固体光源装置(出射红色光的固体光源装置、出射绿色光的固体光源装置及出射蓝色光的固体光源装置)各自具有的发光效率和温度特性难以一致，因此存在难以稳定投影图像的色平衡的问题。
发明内容
因而，本发明为解决上述问题而提出，其目的是提供：与具有1个固体光源装置的投影机相比可以使投影图像明亮，且，与按各色光具有个别的固体光源装置的投影机相比可以稳定投影图像的色平衡的投影机。
[1]本发明的投影机，其特征在于，具备：第1固体光源装置，其具有出射主激励光的第1固体光源和将从上述第1固体光源出射的上述主激励光变换为包含第1色光和与上述第1色光不同的第2色光的光并出射的荧光层；第2固体光源装置，其具有出射与上述第1色光和上述第2色光不同的第3色光的第2固体光源；光调制装置，其根据图像信息调制上述第1色光、上述第2色光和上述第3色光；投影光学系统，其将来自上述光调制装置的调制光作为投影图像投影；以及色光合成光学系统，其将从上述第1固体光源装置出射的光和从上述第2固体光源装置出射的上述第3色光合成。
因而，本发明的投影机，光调制装置调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)，采用第1固体光源装置出射的2个色光(第1色光及第2色光)及第2固体光源装置出射的1个色光(第3色光)，因此，与具有1个固体光源装置的投影机的场合相比，可降低各个固体光源装置的热负载，结果，与具有1个固体光源装置的投影机相比，可使投影图像明亮。
另外，本发明的投影机，对于光调制装置调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)中的2个色光(第1色光及第2色光)，采用共同的固体光源(第1固体光源)发生，因此与按各色光具有个别的固体光源装置的投影机相比，可稳定投影图像的色平衡。
结果，本发明的投影机成为与具有1个固体光源装置的投影机相比可使投影图像明亮，且，与按各色光具有个别的固体光源装置的投影机相比，可稳定投影图像的色平衡的投影机。
另外，本发明的投影机，由于具备将从第1固体光源装置出射的光和从第2固体光源装置出射的第3色光合成的色光合成光学系统，因此，不必对从第1固体光源装置出射的光和第2固体光源装置出射的第3色光分别设置专用的光学系统，可减少部件数量。
另外，本发明的投影机，在采用3板式的光调制装置作为光调制装置的场合，通过上述的构成，可采用现在普遍采用的色分离导光光学系统构成全彩色投影机。
另外，本发明的投影机，在采用单板式的光调制装置作为光调制装置的场合，通过上述的构成，可采用现在普遍采用的色轮(color wheel)构成全彩色投影机。
[2]本发明的投影机，优选的是，还具备：第1准直光学系统，其使从上述第1固体光源装置出射的光平行化；以及第2准直光学系统，其使从上述第2固体光源装置出射的第3色光平行化；上述色光合成光学系统，配置在包含上述第1准直光学系统的光轴与上述第2准直光学系统的光轴的交点的区域，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过并使来自上述第2固体光源装置的上述第3色光反射，从而将从上述第1固体光源装置出射的光和上述第3色光合成。
通过这样的构成，可将从第1固体光源装置出射的光(包含第1色光及第2色光)和从第2固体光源装置出射的第3色光都作为平行光合成。
[3]本发明的投影机，优选的是，还具备：激励光反射镜，其位于上述第1准直光学系统的后级，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过，并使未由上述荧光层变换而直接出射的上述主激励光向上述荧光层反射。
本发明的投影机中，第1固体光源装置出射的主激励光的一部分直接通过荧光层，有导致光利用效率降低，发生色再现性的劣化和光调制装置的劣化的情况。
但是，采用上述的构成，通过使直接通过荧光层的主激励光再次入射荧光层，可以再利用主激励光，可提高光利用效率，进而可使投影图像更明亮。另外，采用上述的构成，可以从来自第1固体光源装置的光除去主激励光，结果，可以防止由主激励光导致的色再现性的劣化和光调制装置的劣化。
另外，本发明的投影机中，直接通过荧光层并由第1准直光学系统形成为平行光的主激励光，被激励光反射镜仍然反射为平行光后，由第1准直光学系统会聚，高效入射荧光层的发光区域，因此，可以抑制由进一步具有激励光反射镜而导致的发光区域的扩大。
[4]本发明的投影机，优选的是，上述主激励光是蓝色光，上述第1色光是红色光，上述第2色光是绿色光，上述第3色光是蓝色光。
通过这样的构成，可采用都出射蓝色光的第1固体光源及第2固体光源，使包含红色光、绿色光和蓝色光的光向光调制装置出射。
另外，出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源与出射红色光的固体光源装置中采用的固体光源及出射蓝色光的固体光源装置中采用的固体光源相比，存在发光效率相对低的问题。相对地，根据本发明的投影机，通过采用与出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源相比发光效率高的第1固体光源(出射蓝色光)发生绿色光，因此，与采用出射绿色光的固体光源装置相比，可以提高发光效率。
[5]本发明的投影机，优选的是，上述第1固体光源和上述第2固体光源具有同一温度特性。
通过这样的构成，对于全部色光，温度的变化导致的光量变化一致，因此可以使投影图像的色平衡更稳定。
[6]本发明的投影机，优选的是，上述主激励光是紫外光，上述第1色光是红色光，上述第2色光是绿色光，上述第3色光是蓝色光。
通过这样的构成，可采用出射紫外光的第1固体光源及出射蓝色光的第2固体光源将包含红色光、绿色光和蓝色光的光向光调制装置出射。
另外，采用与出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源相比发光效率高的第1固体光源(出射紫外光)来发生绿色光，因此与采用出射绿色光的固体光源装置相比可以提高发光效率。
[7]本发明的投影机，优选的是，还具备：第3固体光源装置，其具有出射副激励光的第3固体光源；上述荧光层构成为上述副激励光以与上述主激励光入射的方向不同的方向入射于其上，上述荧光层构成为将上述主激励光和上述副激励光变换为包含上述第1色光和上述第2色光的光并出射。
通过这样的构成，可以采用主激励光及副激励光的2个激励光使包含第1色光及第2色光的光从第1固体光源装置出射，因此可以使投影图像更明亮。
[8]本发明的投影机，优选的是，还具备：第1准直光学系统，其使从上述第1固体光源装置出射的光平行化；第2准直光学系统，其使从上述第2固体光源装置出射的第3色光平行化；以及第3准直光学系统，其使从上述第3固体光源装置出射的副激励光平行化；上述色光合成光学系统，配置在包含上述第1准直光学系统的光轴、上述第2准直光学系统的光轴和上述第3准直光学系统的光轴的交点的区域，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过，使来自上述第2固体光源装置的上述第3色光反射，从而将从上述第1固体光源出射的光和上述第3色光合成，而且，使来自上述第3固体光源装置的上述副激励光反射，使上述副激励光以与上述主激励光从上述第1固体光源入射的方向相反的方向入射于上述荧光层。
通过这样的构成，可将从第1固体光源装置出射的光(包含第1色光及第2色光)和从第2固体光源装置出射的第3色光都作为平行光合成。
另外，本发明的投影机中，由第3准直光学系统形成为平行光的副激励光，被色光合成光学系统仍然反射为平行光后，由第1准直光学系统会聚，高效入射荧光层的发光区域，因此，可以抑制由进一步具备第3固体光源装置而导致的发光区域的扩大。
[9]本发明的投影机，优选的是，上述主激励光是蓝色光，上述第1色光是红色光，上述第2色光是绿色光，上述第3色光是蓝色光，上述副激励光是蓝色光。
通过这样的构成，可以采用都出射蓝色光的第1固体光源、第2固体光源及第3固体光源，使包含红色光、绿色光和蓝色光的光向光调制装置出射。
另外，采用与出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源相比发光效率高的第1固体光源及第3固体光源(都出射蓝色光)发生绿色光，因此与采用出射绿色光的固体光源装置相比可以提高发光效率。
[10]本发明的投影机，优选的是，上述第1固体光源、上述第2固体光源和上述第3固体光源具有同一温度特性。
通过这样的构成，对于全部色光，温度的变化导致的光量变化一致，因此可以使投影图像的色平衡更稳定。
[11]本发明的投影机，优选的是，上述主激励光是蓝色光，上述第1色光是红色光，上述第2色光是绿色光，上述第3色光是蓝色光，上述副激励光是紫外光。
通过这样的构成，可以采用都出射蓝色光的第1固体光源及第2固体光源以及出射紫外光的第3固体光源，使包含红色光、和绿色光和蓝色光的光向光调制装置出射。
另外，采用与出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源相比发光效率高的第1固体光源(出射蓝色光)及第3固体光源(出射紫外光)发生绿色光，因此与采用出射绿色光的固体光源装置相比可以提高发光效率。
[12]本发明的投影机，优选的是，还具备：激励光反射镜，其配置在上述色光合成光学系统的前级，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过，并使未由上述荧光层变换而直接出射的上述主激励光向上述荧光层反射。
通过这样的构成，使未变换而直接通过荧光层的主激励光(蓝色光)再次入射荧光层，从而再利用主激励光(蓝色光)，可以提高光利用效率，进而使投影图像更明亮。
[13]本发明的投影机，优选的是，上述主激励光是紫外光，上述第1色光是红色光，上述第2色光是绿色光，上述第3色光是蓝色光，上述副激励光是蓝色光。
通过这样的构成，可以采用出射紫外光的第1固体光源以及都出射蓝色光的第2固体光源及第3固体光源，使包含红色光、绿色光和蓝色光的光向光调制装置出射。
另外，采用与出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源相比发光效率高的第1固体光源(出射紫外光)及第3固体光源(出射蓝色光)发生绿色光，因此与采用出射绿色光的固体光源装置相比可以提高发光效率。
[14]本发明的投影机，优选的是，还具备：激励光反射镜，其配置在上述色光合成光学系统的前级，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过，并使未由上述荧光层变换而直接出射的上述主激励光向上述荧光层反射。
通过这样的构成，使未变换而直接通过荧光层的主激励光(紫外光)再次入射荧光层，从而再利用主激励光(紫外光)，可以提高光利用效率，进而使投影图像更明亮。
[15]本发明的投影机，优选的是，上述主激励光是紫外光，上述第1色光是红色光，上述第2色光是绿色光，上述第3色光是蓝色光，上述副激励光是紫外光。
通过这样的构成，可以采用都出射紫外光的第1固体光源及第3固体光源以及出射蓝色光的第2固体光源，使包含红色光、绿色光和蓝色光的光向光调制装置出射。
另外，采用与出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源相比发光效率高的第1固体光源及第3固体光源(都出射紫外光)发生绿色光，因此与采用出射绿色光的固体光源装置相比可以提高发光效率。
[16]本发明的投影机，优选的是，上述荧光层包括包含YAG系荧光体、硅系荧光体或TAG系荧光体的层。
上述荧光体可以将激励光(主激励光及副激励光)高效变换为包含红色光及绿色光的光并出射，另外，荧光体自身的可靠性高，因此通过上述的构成，可以使投影图像更明亮，另外，可形成可靠性高的投影机。
另外，YAG系荧光体是指例如(Y，Gd)3(Al，GA)5O12:Ce那样，晶体构造是石榴石(garnet)构造，以钇和铝的复合氧化物为基础的荧光体。
另外，硅系荧光体是指例如(CA，Sr，BA)SiO4:Eu那样，以导入了各种成分的硅酸盐(硅酸盐)为基础的荧光体。
另外，TAG系荧光体是指例如TB3Al5O12:Ce那样，晶体构造是石榴石构造，以铽和铝的复合氧化物为基础的荧光体。
[17]本发明的投影机，优选的是，具有从来自上述第1固体光源装置的光除去黄色光的功能。
通过这样的构成，可以从来自第1固体光源装置的光除去黄色光，结果，可以防止黄色光导致的色再现性的劣化。
另外，本发明的投影机中，也可以不具有从来自第1固体光源装置的光除去黄色光的功能。该场合，可以积极地利用来自第1固体光源装置的光所包含的黄色光，可以投影更明亮的投影图像。
附图说明
图1是实施例1的投影机1000的光学系统的平面图。
图2是说明实施例1的投影机1000中的第1固体光源装置20及第2固体光源装置120的示意图。
图3是实施例1的投影机1000中的第1固体光源24、荧光层26及第2固体光源124的相对发光强度的曲线图。
图4是实施例2的投影机1002的光学系统的平面图。
图5是实施例3的投影机1004的光学系统的平面图。
图6是实施例4的投影机1006的光学系统的平面图。
图7是实施例4的投影机1006中的第3固体光源装置80的截面图。
图8是实施例4的投影机1006中的第3固体光源84的相对发光强度的曲线图。
图9是变形例的投影机1008的光学系统的平面图。
符号说明：
10，12，14，16，18...第1照明装置，20...第1固体光源装置，22，82，122...基台，24...第1固体光源，26...荧光层，28，88，128...密封部件，30...第1准直光学系统，32，92，132...凸新月形透镜(convex meniscus lens)，34，52，56，94，134...凸透镜，40，310，320，330...分色镜，50...棒状积分光学系统，44，144...棒状透镜，60...激励光反射镜，62...反射型偏振片，70...透镜积分光学系统，72...第1透镜阵列，74...第2透镜阵列，76...重叠透镜，80...第3固体光源装置，84...第3固体光源，90...第3准直光学系统，110...第2照明装置，120...第2固体光源装置，124...第2固体光源，130...第2准直光学系统，300...色分离导光光学系统，340，350...反射镜，360，370...中继透镜，400R、400G、400B...液晶光调制装置，500...交叉分色棱镜，600...投影光学系统，1000，1002，1004，1006，1008...投影机，SCR...屏幕。
具体实施方式
以下，根据图所示实施例说明本发明的投影机。
[实施例1]
首先，说明实施例1的投影机1000的构成。
图1是实施例1的投影机1000的光学系统的平面图。
图2是说明实施例1的投影机1000中的第1固体光源装置20及第2固体光源装置120的示意图。图2(a)是第1固体光源装置20的截面图，图2(b)是第2固体光源装置120的截面图。
图3是实施例1的投影机1000中的第1固体光源24、荧光层26及第2固体光源124的相对发光强度的曲线图。图3(a)是第1固体光源24的相对发光强度的曲线图，图3(b)是荧光层26的相对发光强度的曲线图，图3(c)是第2固体光源124的相对发光强度的曲线图。相对发光强度是指，若是固体光源则为施加电压时，若是荧光层则为激励光入射时，将怎样波长的光以怎样的强度出射的特性。曲线图的纵轴表示相对发光强度，发光强度最强的波长中的发光强度设为1。曲线图的横轴表示波长。
实施例1的投影机1000如图1所示，具备：第1照明装置10；第2照明装置110；色分离导光光学系统300；作为光调制装置的3个液晶光调制装置400R、400G、400B；交叉分色棱镜500；投影光学系统600。
第1照明装置10具有：第1固体光源装置20；第1准直光学系统30；分色镜40；棒状积分光学系统50。
第1固体光源装置20如图2(a)所示，是具有基台22、第1固体光源24、荧光层26及密封部件28的发光二极管，出射包含红色光、黄色光及绿色光的光(参照后述图3(b))。另外，第1固体光源装置20除了上述构成要素，还具有导线等，图示及说明省略。
基台22是搭载第1固体光源24的基台。
第1固体光源24出射蓝色光作为主激励光(发光强度的峰值：约460nm，参照图3(a))。图3(a)中，符号B表示第1固体光源24作为主激励光(蓝色光)出射的色光分量。第1固体光源24以氮化镓为主成分，具有pn结型的构造。另外，第1固体光源也可以不具有pn结型的构造，例如，也可以具有双异质结型、量子阱结型等的构造。
第1固体光源24和基台22之间形成了反射层(未图示)，从第1固体光源向基台22侧出射的蓝色光由反射层向荧光层26侧反射。
荧光层26包括含有YAG系荧光体即(Y，Gd)3(Al，GA)5O12:Ce的层，配置在第1固体光源24的被照明区域侧。荧光层26被波长约460nm的蓝色光最有效率地激励，如图3(b)所示，将从第1固体光源24出射的蓝色光变换为包含红色光(发光强度的峰值：约610nm)、黄色光(发光强度的峰值：约580nm)及绿色光(发光强度的峰值：约550nm)的光而出射。另外，图3(b)中，符号R表示荧光层26出射的光中可作为红色光利用的色光分量。另外，符号G表示荧光层26出射的光中可作为绿色光利用的色光分量。另外，符号Y表示荧光层作为黄色光出射的色光分量。
密封部件28包括透明的环氧树脂，保护第1固体光源24及荧光层26。
第1准直光学系统30如图1所示，具备抑制来自第1固体光源装置20的光的扩散的凸新月形透镜32和使来自凸新月形透镜32的光平行化的凸透镜34，作为整体，具有使来自第1固体光源装置20的光平行化的功能。
分色镜40是将从第1固体光源装置20出射的光和从第2固体光源装置120(后述)出射的蓝色光合成的色光合成光学系统。分色镜40配置在包含第1准直光学系统30的光轴和第2准直光学系统130(后述)的光轴的交点的区域，使由荧光层26变换而从荧光层26出射的光直接通过，并使来自第2固体光源装置120的蓝色光反射。具体地，分色镜40是在基板上形成了反射蓝色光而使红色光、黄色光及绿色光通过的波长选择透射膜的镜。
棒状积分光学系统50具有凸透镜52、棒状透镜54及凸透镜56。
凸透镜52将来自第1准直光学系统30的平行光及向分色镜40反射的来自第2准直光学系统130的平行光(蓝色光，后述)会聚，导光到棒状透镜54的入射面。
棒状透镜54是实心的柱状透镜，通过将入射面入射的光在内面多重反射而均一化，将面内光强度分布均一化的光从出射面出射。另外，作为棒状透镜，也可以取代实心的柱状透镜而采用中空的柱状透镜。
凸透镜56将从棒状透镜54的出射面出射的光近似平行化，将该光导光到液晶光调制装置400R、400G、400B中的图像形成区域。
第2照明装置110具有第2固体光源装置120和第2准直光学系统130。
第2固体光源装置120如图2(b)所示，是具有基台122、第2固体光源124及密封部件128的发光二极管，出射蓝色光(参照后述图3(c))。另外，第2固体光源装置120除了上述构成要素外还具有导线等，图示及说明省略。
第2固体光源124如图3(c)所示，作为色光，出射蓝色光(发光强度的峰值：约460nm)。图3(c)中，符号B表示第2固体光源124作为色光(蓝色光)出射的色光分量。
基台122、第2固体光源124、密封部件128分别具有与基台22、第1固体光源24、密封部件28同样的构成，详细的说明省略。
第1固体光源24和第2固体光源124由同样的材料、同样的制造方法形成，具有同样的构造。因而，第1固体光源24和第2固体光源124具有同一温度特性，温度的变化引起的光量的变化相等。
第2准直光学系统130如图1所示，具有抑制来自第2固体光源装置120的蓝色光的扩散的凸新月形透镜32和使来自凸新月形透镜32的蓝色光平行化的凸透镜134，作为整体，具有使来自第2固体光源装置120的蓝色光平行化的功能。
色分离导光光学系统300具有在光路前级配置的分色镜310、光路后级配置的分色镜320、330、反射镜340、350和中继透镜360、370。色分离导光光学系统300具有将来自凸透镜56的光分离为红色光、绿色光及蓝色光的3个色光并将各个色光导入成为照明对象的液晶光调制装置400R、400G、400B的功能。
分色镜310、320、330是在基板上形成了反射规定的波长区域的光而使其他波长区域的光通过的波长选择透射膜的光学元件。
分色镜310是反射红色光分量及黄色光分量，使绿色光分量及蓝色光分量通过的分色镜。
分色镜320是反射绿色光分量，使蓝色光分量通过的分色镜。
分色镜330是反射红色光分量，使黄色光分量通过的分色镜。通过分色镜330的黄色光分量被去除到系统外。即，投影机1000具有通过分色镜330除去黄色光的功能。另外，图1中，从分色镜330延伸的虚线箭头(参照符号Y)表示通过分色镜330的黄色光。
分色镜310反射的红色光分量由分色镜330反射，入射红色光用的液晶装置400R的图像形成区域。
通过分色镜310的绿色光分量及蓝色光分量中，绿色光分量由分色镜320反射，入射绿色光用的液晶装置400G的图像形成区域。另一方面，蓝色光分量通过分色镜320，通过中继透镜360、入射侧的反射镜340、中继透镜370、出射侧的反射镜350，入射蓝色光用的液晶装置400B的图像形成区域。中继透镜360、370及反射镜340、350具有将透射分色镜320的蓝色光分量导入液晶装置400B的功能。
另外，在蓝色光的光路设置这样的中继透镜360、370及反射镜340、350是由于蓝色光的光路的长度比其他色光的光路的长度长，为了防止光的发散等导致光的利用效率的降低。实施例1的投影机1000中，由于蓝色光的光路的长度长，因此采用这样的构成，而若加长红色光的光路的长度，也可以考虑在红色光的光路采用中继透镜360、370及反射镜340、350的构成。
液晶光调制装置400R、400G、400B根据图像信息调制入射的各色光而形成彩色图像，成为第1照明装置10及第2照明装置110的照明对象。另外，图示虽然省略，在分色镜330和液晶光调制装置400R之间、分色镜320和液晶光调制装置400G之间及反射镜350和液晶光调制装置400B之间，分别配置了入射侧偏振片，在液晶光调制装置400R、400G、400B和交叉分色棱镜500之间，分别配置了出射侧偏振片。通过这些入射侧偏振片、液晶装置400R、400G、400B及出射侧偏振片进行入射的各色光的光调制。
液晶装置400R、400G、400B在一对透明玻璃基板间密闭封入了电光物质即液晶，例如，以多晶硅TFT作为开关元件，根据提供的图像信号，调制从入射侧偏振片出射的1种直线偏振光的偏振方向。
交叉分色棱镜500是将按出射侧偏振片出射的色光调制的光学像合成而形成彩色图像的光学元件。该交叉分色棱镜500形成由4个直角棱镜贴合而成的平面视近似正方形状，在直角棱镜彼此贴合的近似X字状的界面，形成电介质多层膜。在近似X字状的一方的界面形成的电介质多层膜反射红色光，在另一方的界面形成的电介质多层膜反射蓝色光。通过这些电介质多层膜使红色光及蓝色光弯曲，与绿色光的进行方向一致，从而合成3个色光。
从交叉分色棱镜500出射的彩色图像由投影光学系统600扩大投影，在屏幕SCR上形成图像。
接着，说明实施例1的投影机1000的效果。
根据实施例1的投影机1000，作为液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)，采用第1固体光源装置20出射的2个色光(红色光及绿色光)及第2固体光源装置120出射的1个色光(蓝色光)，因此，与具有1个固体光源装置的投影机的场合相比，可降低各个固体光源装置的热负载，结果，与具有1个固体光源装置的投影机相比，可使投影图像明亮。
另外，根据实施例1的投影机1000，对于液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)中的2个色光(红色光及绿色光)，采用共同的固体光源(第1固体光源24)发生，因此与按各色光具有个别的固体光源装置的投影机相比，可稳定投影图像的色平衡。
结果，实施例1的投影机1000成为与具有1个固体光源装置的投影机相比可使投影图像明亮，且，与按各色光具有个别的固体光源装置的投影机相比，可稳定投影图像的色平衡的投影机。
另外，根据实施例1的投影机1000，由于具备将从第1固体光源装置20出射的光和从第2固体光源装置120出射的蓝色光合成的分色镜40，因此，不必对从第1固体光源装置20出射的光和第2固体光源装置120出射的蓝色光分别设置专用的光学系统，可减少部件数量。
另外，根据实施例1的投影机1000，可采用现在普遍采用的色分离导光光学系统300构成全彩色投影机。
另外，根据实施例1的投影机1000，具有第1准直光学系统30和第2准直光学系统130，分色镜40配置在包含第1准直光学系统30的光轴和第2准直光学系统130的光轴的交点的区域，因此，可将从第1固体光源装置20出射的光(包含红色光及绿色光)和从第2固体光源装置120出射的蓝色光都作为平行光合成。
另外，根据实施例1的投影机1000，主激励光是蓝色光，第1色光是红色光，第2色光是绿色光，第3色光是蓝色光，因此，采用都出射蓝色光的第1固体光源24及第2固体光源124，可将包含红色光、绿色光和蓝色光的光向液晶光调制装置400R、400G、400B出射。
另外，根据实施例1的投影机1000，采用与出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源相比发光效率高的第1固体光源24(出射蓝色光)来发生绿色光，因此，与采用出射绿色光的固体光源装置相比，可以提高发光效率。
另外，根据实施例1的投影机1000，第1固体光源24和第2固体光源124具有同一温度特性，因此，对于全部色光，温度的变化引起的光量的变化一致，因此可以进一步稳定投影图像的色平衡。
另外，根据实施例1的投影机1000，包括含有荧光层26为YAG系荧光体的(Y，Gd)3(Al，GA)5O12:Ce的层，因此，可使投影图像更明亮，另外，可以形成可靠性高的投影机。
另外，根据实施例1的投影机1000，具有由分色镜330从来自第1固体光源装置20的光除去黄色光的功能，因此，可以从来自第1固体光源装置20的光除去黄色光，结果，可以防止黄色光导致色再现性的劣化。
[实施例2]
图4是实施例2的投影机1002的光学系统的平面图。
实施例2的投影机1002基本具有实施例1的投影机1000同样的构成，但是第1照明装置的构成不同于实施例1的投影机1000。
即，实施例2的投影机1002中，如图4所示，第1照明装置12还具有激励光反射镜60，其位于准直光学系统30的后级，使荧光层26变换而从荧光层26出射的光(红色光、黄色光及绿色光)直接通过并使未由荧光层26变换而直接出射的激励光(蓝色光)向荧光层26反射。
这样，实施例2的投影机1002的第1照明装置的构成不同于实施例1的投影机1000，而作为液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)，采用第1固体光源装置20出射的2个色光(红色光及绿色光)及第2固体光源装置120出射的1个色光(蓝色光)，另外，对于液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)中的2个色光(红色光及绿色光)，采用共同的固体光源(第1固体光源24)发生，因此与实施例1的投影机1000同样，成为与具有1个固体光源装置的投影机相比，可使投影图像明亮，且，与按各色光具有个别的固体光源装置的投影机相比，可稳定投影图像的色平衡的投影机。
另外，根据实施例2的投影机1002，还具有激励光反射镜60，因此通过使直接通过荧光层26的主激励光(蓝色光)再次入射荧光层26，可以再利用主激励光(蓝色光)，可提高光利用效率，进而可使投影图像更明亮。另外，可以从来自第1固体光源装置20的光除去主激励光(蓝色光)，结果，可以防止主激励光(蓝色光)导致色再现性的劣化和光调制装置的劣化。
另外，实施例2的投影机1002中，直接通过荧光层26并由第1准直光学系统30形成为平行光的主激励光(蓝色光)，被激励光反射镜60仍然反射为平行光后，由第1准直光学系统30会聚，高效入射荧光层26的发光区域，因此，可以抑制由进一步具有激励光反射镜60而导致的发光区域的扩大。
另外，实施例2的投影机1002除了第1照明装置的构成以外，具有实施例1的投影机1000同样的构成，因此，保持了实施例1的投影机1000具有的效果中的相应效果。
[实施例3]
图5是实施例3的投影机1004的光学系统的平面图。
实施例3的投影机1004基本具有实施例1的投影机1000同样的构成，但是第1照明装置的构成不同于实施例1的投影机1000。
即，实施例3的投影机1004中，如图5所示，第1照明装置14具有透镜积分光学系统70，取代了棒状积分光学系统50。透镜积分光学系统70具有第1透镜阵列72、第2透镜阵列74及重叠透镜76。
这样，实施例3的投影机1004的第1照明装置的构成不同于实施例1的投影机1000，而作为液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)，采用第1固体光源装置20出射的2个色光(红色光及绿色光)及第2固体光源装置120出射的1个色光(蓝色光)，另外，对于液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)中的2个色光(红色光及绿色光)，采用共同的固体光源(第1固体光源24)发生，因此，与实施例1的投影机1000同样，成为与具有1个固体光源装置的投影机相比，可使投影图像明亮，且，与按各色光具有个别的固体光源装置的投影机相比，可稳定投影图像的色平衡的投影机。
另外，实施例3的投影机1004除了第1照明装置的构成以外，具有实施例1的投影机1000同样的构成，因此，保持了与实施例1的投影机1000具有的效果同样的效果。
[实施例4]
图6是实施例4的投影机1006的光学系统的平面图。
图7是实施例4的投影机1006中的第3固体光源装置80的截面图。
图8是实施例4的投影机1006中的第3固体光源84的相对发光强度的曲线图。
实施例4的投影机1006基本具有实施例1的投影机1000同样的构成，但是第1照明装置的构成不同于实施例1的投影机1000。
即，实施例4的投影机1006中，如图6及图7所示，第1照明装置16还具有：具有出射副激励光(蓝色光)的第3固体光源84的第3固体光源装置80；第3准直光学系统90。另外，与此同时，荧光层26构成为将副激励光(蓝色光)变换为包含红色光及绿色光的光而出射。另外，色光合成光学系统即分色镜40配置在包含第1准直光学系统30的光轴、第2准直光学系统120的光轴和第3准直光学系统90的光轴的交点的区域，且，还具有将来自第3固体光源装置80的副激励光(蓝色光)反射，将副激励光(蓝色光)从与来自第1固体光源24的主激励光(蓝色光)入射的方向相反的的方向入射荧光层26的功能。
第3固体光源装置80如图7所示，是具有基台82、第3固体光源84及密封部件88的发光二极管，出射蓝色光(参照后述图8)。另外，第3固体光源装置80除了上述构成要素还具有导线等，图示及说明省略。
第3固体光源84如图8所示，作为副激励光，出射蓝色光(发光强度的峰值：约460nm)。图8中，符号B表示第3固体光源84作为副激励光(蓝色光)出射的色光分量。
基台82、第3固体光源84、密封部件88分别具有与基台22、第1固体光源24、密封部件28同样的构成，详细的说明省略。
第1固体光源24、第2固体光源124和第3固体光源84由同样的材料、同样的制造方法形成，具有同样的构造。因而，第1固体光源24、第2固体光源124和第3固体光源84具有同一温度特性，温度的变化导致的光量变化相等。
第3准直光学系统90如图6所示，具有：抑制来自第3固体光源装置80的蓝色光的扩散的凸新月形透镜32；使来自凸新月形透镜32的蓝色光平行化的凸透镜94，作为整体，具有使来自第3固体光源装置80的蓝色光平行化的功能。
如上所述，实施例4的投影机1006的第1照明装置的构成不同于实施例1的投影机1000，而作为液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)，采用第1固体光源装置20出射的2个色光(红色光及绿色光)及第2固体光源装置120出射的1个色光(蓝色光)，另外，对于液晶光调制装置400R、400G、400B调制的3个色光(红色光、绿色光及蓝色光)中的2个色光(红色光及绿色光)，采用共同的固体光源(第1固体光源24及第3固体光源84)发生，因此与实施例1的投影机1000同样，成为与具有1个固体光源装置的投影机相比，可使投影图像明亮，且，与按各色光具有个别的固体光源装置的投影机相比，可稳定投影图像的色平衡的投影机。
另外，根据实施例4的投影机1006，还具备具有出射副激励光(蓝色光)的第3固体光源84的第3固体光源装置80，因此，可以采用主激励光及副激励光(都是蓝色光)的2个激励光使包含红色光及绿色光的光从第1固体光源装置20出射，可以使投影图像更明亮。
另外，实施例4的投影机1006中，还具有第3准直光学系统90，因此，由第3准直光学系统90形成为平行光的副激励光(蓝色光)被分色镜40仍然反射为平行光后，由第1准直光学系统30会聚，高效入射荧光层26的发光区域，因此，可以抑制由进一步具有第3固体光源装置80导致的发光区域的扩散。
另外，根据实施例4的投影机1006，主激励光是蓝色光，第1色光是红色光，第2色光是绿色光，第3色光是蓝色光，副激励光是蓝色光，因此，采用都出射蓝色光的第1固体光源24、第2固体光源124及第3固体光源84，可以使包含红色光、绿色光和蓝色光的光向光调制装置出射。
另外，根据实施例4的投影机1006，通过采用与出射绿色光的固体光源装置中采用的固体光源相比发光效率高的第1固体光源24及第3固体光源84(都出射蓝色光)发生绿色光，因此，与采用出射绿色光的固体光源装置相比，可以提高发光效率。
另外，根据实施例4的投影机1006，第1固体光源24、第2固体光源124和第3固体光源84具有同一温度特性，因此对于全部色光，温度变化导致的光量变化一致，因此可以进一步稳定投影图像的色平衡。
以上，根据上述的实施例说明本发明，但是本发明不限于上述的实施例。在不脱离其精神的范围可以有各种实施例，例如，也可以如下变形。
(1)上述各实施例中，荧光层26包括含有(Y，Gd)3(Al，GA)5O12:Ce的层，但是本发明不限于此。例如，荧光层也可以包括含有(Y，Gd)3(Al，GA)5O12:Ce以外的YAG系荧光体的层，也可以包括含有硅系荧光体的层，也可以包括含有TAG系荧光体的层。另外，荧光层也可以包括含有将激励光变换为红色光的荧光体和将激励光变换为绿色的荧光体的混合物的层。
(2)上述各实施例中，采用了透射型的投影机，但是本发明不限于此。例如，也可以采用反射型的投影机。这里，「透射型」意味着像透射型的液晶显示装置等那样，作为光调制手段的光调制装置透射光的类型，「反射型」意味着像反射型的液晶显示装置等那样，作为光调制手段的光调制装置反射光的类型。反射型的投影机适用于本发明的场合，也可以获得与透射型的投影机同样的效果。
(3)上述各实施例中，采用液晶光调制装置作为投影机的光调制装置，但是本发明不限于此。作为光调制装置，一般根据图像信息对入射光进行调制的装置即可，也可以采用微镜型光调制装置等。作为微镜型光调制装置，例如，可以采用DMD(数字微镜器件)(TI社的商标)。
(4)上述各实施例中，各固体光源装置包括发光二极管，但是本发明不限于此。各固体光源装置例如也可以包括半导体激光器，也可以包括有机发光二极管。
(5)上述实施例1～3中，主激励光是蓝色光，但是本发明不限于此。主激励光也可以是紫外光。通过这样的构成，也可以使包含红色光、绿色光和蓝色光的光从第1照明装置向光调制装置出射，另外，与采用出射绿色光的固体光源装置相比，可以提高发光效率。
(6)另外，上述实施例1～3的形态中，主激励光是紫外光的场合，也可以第1色光是绿色光，第2色光是蓝色光，第3色光是红色光，或者第1色光是红色光，第2色光是蓝色光，第3色光是绿色光。
(7)上述实施例4中，主激励光及副激励光都是蓝色光，但是本发明不限于此。也可以主激励光是蓝色光，副激励光是紫外光。另外，也可以主激励光是紫外光，副激励光是蓝色光。另外，也可以主激励光及副激励光都是紫外光。通过采用上述的构成，也可以使包含红色光、绿色光和蓝色光的光从第1照明装置向光调制装置出射，另外，与采用出射绿色光的固体光源装置相比，可以提高发光效率。
(8)上述实施例4的形态中，主激励光是蓝色光而副激励光是紫外光的场合或主激励光是紫外光而副激励光是蓝色光的场合，也可以还具有激励光反射镜，其在色光合成光学系统(分色镜)的前级配置，使从荧光层出射的光直接通过并使未由荧光层变换而直接出射的主激励光向荧光层反射。通过这样的构成，未变换而直接通过荧光层的主激励光再次入射荧光层，因此，可以再利用主激励光，提高光利用效率，进而可以使投影图像更明亮。
(9)上述各实施例中，投影机具有除去来自第1固体光源装置20的黄色光的功能，但是本发明不限于此。例如，投影机也可以不具有除去黄色光的功能。该场合，可以积极地利用来自第1照明装置的光所包含的黄色光，可以投影更明亮的投影图像。另外，不除去黄色光的场合，通过将黄色光采用与红色光、绿色光独立的其他光调制装置调制，除了上述的效果，还可以获得投影色再现性佳的投影图像的效果。
(10)上述各实施例中，如图9所示，也可以还具有反射型偏振片62，其位于第1准直光学系统30的后级，使第1固体光源装置20出射的光所包含的偏振分量中一方的偏振分量(例如s偏振分量)直接通过而另一方的偏振分量(例如p偏振分量)向荧光层26反射。图9是变形例的投影机1008的光学系统的平面图。反射型偏振片62，例如是具有按特定的间距呈格子状配置的极细金属线的线栅偏振片。图9中，从反射型偏振片62延伸的实线箭头(参照符号R(p)，G(p)，Y(p))表示由反射型偏振片62反射的另一方的偏振分量(p偏振分量)。通过这样的构成，使另一方的偏振分量(p偏振分量)再次返回荧光层26而另一方的偏振分量(p偏振分量)在荧光层26的表面反射，从而使另一方的偏振分量(p偏振分量)的一部分变换为一方的偏振分量(s偏振分量)进行再利用，可以提高光利用效率，进而可以使投影图像更明亮。
(11)上述各实施例中，投影机也可以还具有偏振光变换装置。偏振光变换装置是将包含一方的偏振分量和另一方的偏振分量的光变换为偏振方向一致的近似1种直线偏振光的偏振光变换元件。
(12)上述各实施例中，各准直光学系统具有凸新月形透镜和凸透镜的2枚透镜，但是本发明不限于此。例如，准直光学系统可以仅仅具有1枚透镜，也可以具有3枚以上的透镜。
(13)上述各实施例中的投影机的光路上采用的各透镜的形状不限于上述各实施例。根据需要，可以采用各种形状的透镜。
(14)上述各实施例中，例示说明了采用3个液晶光调制装置的投影机，但是本发明不限于此。采用1个、2个或4个以上的液晶光调制装置的投影机也可适用。
(15)本发明适用于从投影图像观察侧投影的前投影型投影机，也适用于从投影图像观察侧的相反侧投影的背投影型投影机。

Claims (16)

1.一种投影机，其特征在于，具备：
第1固体光源装置，其具有出射主激励光的第1固体光源和将从上述第1固体光源出射的上述主激励光变换为包含第1色光和与上述第1色光不同的第2色光的光并出射的荧光层；
第2固体光源装置，其具有出射与上述第1色光和上述第2色光不同的第3色光的第2固体光源；
光调制装置，其根据图像信息调制上述第1色光、上述第2色光和上述第3色光；
投影光学系统，其将来自上述光调制装置的调制光作为投影图像投影；
色光合成光学系统，其将从上述第1固体光源装置出射的光和从上述第2固体光源装置出射的上述第3色光合成；以及
色分离导光光学系统，其包括第1分色镜和第2分色镜；
由色光合成光学系统合成的光入射色分离导光光学系统，
第1分色镜将由色光合成光学系统合成的光分离为包含红色光和黄色光的光和包含绿色光和蓝色光的光，
第2分色镜将包含红色光和黄色光的光分离为红色光和黄色光，
从色分离导光光学系统出射的红色光、绿色光和蓝色光分别入射成为照明对象的光调制装置。
2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，还具备：
第1准直光学系统，其使从上述第1固体光源装置出射的光平行化；以及
第2准直光学系统，其使从上述第2固体光源装置出射的第3色光平行化；
上述色光合成光学系统，配置在包含上述第1准直光学系统的光轴与上述第2准直光学系统的光轴的交点的区域，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过并使来自上述第2固体光源装置的上述第3色光反射，从而将从上述第1固体光源装置出射的光和上述第3色光合成。
3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于，还具备：
激励光反射镜，其位于上述第1准直光学系统的后级，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过，并使未由上述荧光层变换而直接出射的上述主激励光向上述荧光层反射。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的投影机，其特征在于，
上述主激励光是蓝色光，
上述第1色光是红色光，
上述第2色光是绿色光，
上述第3色光是蓝色光。
5.根据权利要求4所述的投影机，其特征在于，
上述第1固体光源和上述第2固体光源具有同一温度特性。
6.根据权利要求1～3的任一项所述的投影机，其特征在于，
上述主激励光是紫外光，
上述第1色光是红色光，
上述第2色光是绿色光，
上述第3色光是蓝色光。
7.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，还具备：
第3固体光源装置，其具有出射副激励光的第3固体光源；
上述荧光层构成为上述副激励光以与上述主激励光入射的方向不同的方向入射于其上，
上述荧光层构成为将上述主激励光和上述副激励光变换为包含上述第1色光和上述第2色光的光并出射。
8.根据权利要求7所述的投影机，其特征在于，还具备：
第1准直光学系统，其使从上述第1固体光源装置出射的光平行化；
第2准直光学系统，其使从上述第2固体光源装置出射的第3色光平行化；以及
第3准直光学系统，其使从上述第3固体光源装置出射的副激励光平行化；
上述色光合成光学系统，配置在包含上述第1准直光学系统的光轴、上述第2准直光学系统的光轴和上述第3准直光学系统的光轴的交点的区域，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过，使来自上述第2固体光源装置的上述第3色光反射，从而将从上述第1固体光源出射的光和上述第3色光合成，而且，使来自上述第3固体光源装置的上述副激励光反射，使上述副激励光以与上述主激励光从上述第1固体光源入射的方向相反的方向入射于上述荧光层。
9.根据权利要求7或8所述的投影机，其特征在于，
上述主激励光是蓝色光，
上述第1色光是红色光，
上述第2色光是绿色光，
上述第3色光是蓝色光，
上述副激励光是蓝色光。
10.根据权利要求9所述的投影机，其特征在于，
上述第1固体光源、上述第2固体光源和上述第3固体光源具有同一温度特性。
11.根据权利要求7或8所述的投影机，其特征在于，
上述主激励光是蓝色光，
上述第1色光是红色光，
上述第2色光是绿色光，
上述第3色光是蓝色光，
上述副激励光是紫外光。
12.根据权利要求11所述的投影机，其特征在于，还具备：
激励光反射镜，其配置在上述色光合成光学系统的前级，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过，并使未由上述荧光层变换而直接出射的上述主激励光向上述荧光层反射。
13.根据权利要求7或8所述的投影机，其特征在于，
上述主激励光是紫外光，
上述第1色光是红色光，
上述第2色光是绿色光，
上述第3色光是蓝色光，
上述副激励光是蓝色光。
14.根据权利要求13所述的投影机，其特征在于，还具备：
激励光反射镜，其配置在上述色光合成光学系统的前级，使由上述荧光层变换并从上述荧光层出射的光直接通过，并使未由上述荧光层变换而直接出射的上述主激励光向上述荧光层反射。
15.根据权利要求7或8所述的投影机，其特征在于，
上述主激励光是紫外光，
上述第1色光是红色光，
上述第2色光是绿色光，
上述第3色光是蓝色光，
上述副激励光是紫外光。
16.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，
上述荧光层包括包含YAG系荧光体、硅系荧光体或TAG系荧光体的层。
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