[發(fā)明專利]一種光源裝置以及投影顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710655245.1
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107450262B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山影明廣;梅雨非
• 申請（專利權(quán)）人: 光顯科技株式會社
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 11018 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊晶;王琦

本發(fā)明涉及光源裝置以及投影顯示裝置。在使半導(dǎo)體激光器的輸出光聚光后照射到熒光體并進行激發(fā)而使熒光體發(fā)光這種方式的光源中，難以縮短熒光體與聚光透鏡組的距離，因此擴散射出的熒光的收集效率低，導(dǎo)致投影顯示裝置的亮度及功率效率下降。此外，涂布熒光體的旋轉(zhuǎn)體的外形比電機的外形大，且旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸和聚光透鏡組的光軸平行，從而造成裝置的大型化。本發(fā)明使聚光透鏡組的光軸與所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸以10度以上且80度以下的角度相交叉，并在相對于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸傾斜的斜面上設(shè)置熒光體。因為能縮短熒光體和聚光透鏡組的距離，通過聚光透鏡組能更多地收集擴散射出的熒光，因此能夠提高投影顯示裝置的亮度及功率效率，而且能夠使裝置小型化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具備半導(dǎo)體激光器和熒光體(熒光材料)的光源裝置以及使用該光源裝置的投影顯示裝置。

背景技術(shù)

近年來，開發(fā)出一種以高發(fā)光效率輸出短波長的光的半導(dǎo)體激光器。已進行了用這種半導(dǎo)體激光器的輸出光激發(fā)熒光體并將波長轉(zhuǎn)換后的光作為投影顯示裝置的光源來使用。

在這種光源中，可以將熒光體固定在一定的位置來照射激發(fā)光，但激發(fā)光經(jīng)常持續(xù)照射熒光體的同一點會出現(xiàn)局部溫度升高、發(fā)光效率下降的情況，甚至還有發(fā)生材料劣化的可能性。因此，大多使用預(yù)先在旋轉(zhuǎn)的圓板的主面上設(shè)置熒光體并以避免激發(fā)光對熒光體的同一點進行固定照射的方式構(gòu)成的光源。

例如，在專利文獻1中記載了一種使二維排列的半導(dǎo)體激光器的輸出光通過大口徑的透鏡組聚光到旋轉(zhuǎn)熒光板，通過二向色鏡對受到激發(fā)的旋轉(zhuǎn)熒光板所發(fā)出的熒光進行顏色選擇，再由液晶光調(diào)制裝置對選擇出的光進行調(diào)制的投影顯示裝置。

專利文獻1：日本專利公開2016-146293號公報

在如專利文獻1所記載的現(xiàn)有的投影顯示裝置中，關(guān)于旋轉(zhuǎn)熒光板以及電機的配置，存在空間利用效率較低且裝置無法小型化的問題以及熒光利用效率較低的問題。

現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)熒光板為了盡可能抑制熒光體的溫度上升，在金屬制的大直徑的圓板上設(shè)置有熒光體層，并采用電機驅(qū)動的方式支持其能夠進行旋轉(zhuǎn)。例如，假設(shè)在直徑為50mm、厚度為0.5～0.8毫米的鋁制圓板上設(shè)置熒光體層，并使其以5000～10000(轉(zhuǎn)/分鐘)的速度旋轉(zhuǎn)，則所需電機的驅(qū)動軸直徑φ為2mm，且包括殼體在內(nèi)的外形大約為20毫米左右。在這種情況下，圓板的外形相對于電機殼體約為2倍以上，在裝置內(nèi)產(chǎn)生了在部件布局上未被利用的死角。另外，熒光體設(shè)置在圓板的外周附近，圓板以及電機會遠遠超出激發(fā)光源的光軸而占有空間，阻礙了裝置的小型化。

在如專利文獻1所記載的現(xiàn)有的裝置中，將用于對激發(fā)光和熒光進行聚光的透鏡組與旋轉(zhuǎn)熒光板的主面平行地設(shè)置，由于難以使透鏡組充分接近熒光體層，因此存在熒光的聚光效率降低的問題。一般情況下，熒光體和聚光透鏡組的距離(在下面的描述中，有時稱為聚光透鏡組的工作距離WD)越近越有利于收集到更多的熒光。這是因為熒光由于熒光粒子的表面散射等的影響，作為朗伯反射的擴散光而以寬角度范圍射出。同時，為了抑制熒光體的局部升溫而降低激發(fā)光的照射點強度的結(jié)果也會使熒光體的發(fā)光點面積擴大，因此工作距離WD越小，對熒光的收集越有利。

然而，在實際的裝置中，縮小工作距離WD比較困難。將現(xiàn)有裝置的一部分以典型性剖視圖示于圖6，圖中的61是設(shè)置有熒光體的圓板，62是用于使圓板旋轉(zhuǎn)的電機，63是聚光透鏡組，64是聚光透鏡組的固定器具，WD是聚光透鏡組的工作距離。即使為了縮減工作距離WD而試圖使聚光透鏡組63和設(shè)置有熒光體的圓板61接近，但考慮圓板61的形狀精度及安裝誤差、受到來自外部的沖擊時的圓板61的變形、電機62在軸向上的軸向晃動、與聚光透鏡組的固定器具64的干擾風(fēng)險等因素的話，減小工作距離WD也有一定的限度。雖然也有在內(nèi)部設(shè)置彈簧來抑制軸向晃動的電機，但在施加有大的沖擊力時等情況下，聚光透鏡組與熒光體未必不相接觸。出于這個原因，在如專利文獻1所記載的現(xiàn)有的裝置中，難以減小聚光透鏡組的工作距離WD，熒光的利用效率有一定的限度。

發(fā)明內(nèi)容