光源裝置以及包括光源裝置的圖像投影儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用激光的光源裝置以及包括光源裝置的圖像投影儀。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，傳統(tǒng)地，已知一種圖像投影儀，該圖像投影儀使用存儲(chǔ)在個(gè)人計(jì)算機(jī)的屏幕、視頻圖像以及存儲(chǔ)卡等等中的圖像數(shù)據(jù)來將圖像投射在屏幕上。該圖像投影儀被配置成通過從利用被稱為DMD(數(shù)字微鏡裝置)的微鏡顯示元件、液晶板等等的光源裝置發(fā)出的光來將圖像投射在屏幕上。
[0003]近年來，圖像投影儀的光源裝置采用發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)以及諸如有機(jī)EL(電致發(fā)光)等等的半導(dǎo)體元件作為光源。
[0004]順便說說，激光是具有準(zhǔn)直的(aligned)波面和大直線性的相干光。因此，有這樣的可能性，如果激光直接進(jìn)入人眼，那么將給視網(wǎng)膜帶來阻礙。此外，因?yàn)榧す饩哂写蟮哪芰繌?qiáng)度，所以有激光在被照射至人的皮膚時(shí)影響人體的可能性。
[0005]因此，已知一種技術(shù)，在該技術(shù)中，減輕高輸出的激光的能量密度的漫射部件被設(shè)置在激光的行進(jìn)光路中，以致激光被直接發(fā)射至圖像投影儀的外部，以便有助于改善在包括激光源的圖像投影儀的光源裝置中的激光的安全性(參見日本專利申請公報(bào)第2010-231063 號(hào))。
[0006]如果高輸出的激光持續(xù)被照射至由玻璃制成的漫射部件，那么該漫射部件趨向于產(chǎn)生熱破裂并且損壞。換句話說，因?yàn)椴ＡЬ哂蟹浅Ｐ〉臒釋?dǎo)率，所以，膨脹力僅僅通過激光的照射而被局部添加至加熱部分。因此，在加熱部分與加熱部分周邊之間出現(xiàn)熱應(yīng)力差，并且當(dāng)熱應(yīng)力差超過玻璃的破裂極限時(shí)，在漫射部件中出現(xiàn)熱破裂。
[0007]重要的是，不要使漫射部件破裂，以防止激光直接泄漏至圖像投影儀的外部，而不使激光被漫射。
[0008]然而，在如上所述的日本專利申請公報(bào)第2010-231063號(hào)中公開的技術(shù)假定，如果漫射部件背離激光的行進(jìn)光路，那么激光不被泄漏至外部。該技術(shù)沒有考慮即使漫射部件沒有背離激光的行進(jìn)光路，通過使漫射部件的一部分破裂，漫射部件在激光的行進(jìn)光路中也不處于正常狀態(tài)的情形。因此，有必要考慮激光安全性的進(jìn)一步改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種光源裝置，該光源裝置能夠通過減少漫射部件接收的熱量并且抑制由熱應(yīng)力導(dǎo)致的漫射部件的損壞來防止高輸出的激光泄漏至圖像投影儀的外部而沒有漫射激光。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置包括發(fā)射激光的光源部分、漫射和反射從光源裝置發(fā)射的激光的反射和漫射部件、以及冷卻反射和漫射部件的冷卻器。
【附圖說明】
[0011]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的光源裝置的主要配置的光學(xué)圖。
[0012]圖2是在圖1中顯示的光源裝置的光路切換盤的平面視圖。
[0013]圖3是在圖1中顯示的光源裝置的顏色成分切換盤的平面視圖。
[0014]圖4是在圖1中顯示的光源裝置的反射和漫射部件的示意性視圖。
[0015]圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的光源裝置的主要配置的光學(xué)圖。
[0016]圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的光源裝置的主要配置的光學(xué)圖。
[0017]圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的反射和漫射部件的放大的視圖。
[0018]圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的光源裝置的主要配置的光學(xué)圖。
[0019]圖9是示意地顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的圖像投影儀的一個(gè)實(shí)例的光學(xué)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。
[0021][實(shí)施例1]
[0022]如圖1至4所示，第一實(shí)施例是根據(jù)本發(fā)明的光源裝置的實(shí)例。光源裝置包括發(fā)射激光的光源部分、發(fā)射和漫射從光源裝置發(fā)射的激光的反射和漫射部件、以及冷卻反射和漫射部件的冷卻器。
[0023]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的光源裝置的主要部分的光學(xué)圖。光源裝置I主要由作為發(fā)射激光的光源的激光二極管(LD) la、親合透鏡lb、第一聚光透鏡lc、激光二極管保持器
2、以及散熱器(散熱板)19組成。注意，作為其它實(shí)例，散熱器(散熱板)19可以不被設(shè)置在光源部分上。
[0024]激光二極管Ia被設(shè)置在激光二極管保持器2上。耦合透鏡Ib被設(shè)置在激光二極管保持器2的前面?zhèn)?，以面向激光二極管la。釋放在作為光源的激光二極管Ia中產(chǎn)生的熱量的散熱器19被設(shè)置在激光二極管保持器2的背面?zhèn)取Ｉ崞?9由諸如鋁、銅等等的具有良好的導(dǎo)熱性的金屬形成。
[0025]從激光二極管Ia發(fā)射出的激光P通過耦合透鏡Ib被凝聚，并且作為平行光通量被引導(dǎo)至第一聚光透鏡lc。第一聚光透鏡Ic實(shí)施了凝聚通過耦合透鏡Ib被形成為平行光通量的激光P。
[0026]這里，雖然在實(shí)例中描述了激光二極管Ia被配置成發(fā)射藍(lán)色成分的激光P，但是，可以使用發(fā)射藍(lán)色成分或者紅色成分的激光的激光二極管。此外，代替激光二極管，可以使用至少一個(gè)LED (發(fā)光二極管)。雖然該實(shí)例通過利用單個(gè)激光二極管Ia以及單個(gè)耦合透鏡Ib來被描述，但是根據(jù)需要，可以使用多個(gè)激光二極管和多個(gè)耦合透鏡。
[0027]藍(lán)色成分的激光P被引導(dǎo)至作為光路切換部分的光路切換盤3。在光路切換盤3中，激光P被形成為點(diǎn)狀的形狀。激光P的點(diǎn)狀的形狀被調(diào)整為具有適當(dāng)?shù)刈罴殉叽?，以防止顏色混合等等?br>[0028]如圖2所示，光路切換盤3由光路時(shí)間劃分旋轉(zhuǎn)盤組成，光路時(shí)間劃分旋轉(zhuǎn)盤包括在旋轉(zhuǎn)方向上被劃分的反射區(qū)域3a以及透射區(qū)域3b。光路切換盤3相對于第一聚光透鏡Ic的光軸O被傾斜地布置(在該實(shí)例中，相對于光軸45度)。
[0029]光路切換盤3由作為驅(qū)動(dòng)源的第一步進(jìn)馬達(dá)4可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。這里，在圖2中的參考標(biāo)號(hào)4a顯示第一步進(jìn)馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)軸。
[0030]光路切換盤3的反射區(qū)域3a包括反射膜，該反射膜被設(shè)置為反射藍(lán)色成分的激光Po另一方面，光路切換盤3的透射區(qū)域3b包括抗反射膜，該抗反射膜被設(shè)置為透射藍(lán)色成分的激光P而沒有反射(參見圖2)。
[0031]第三聚光透鏡11、光路折疊鏡12、光路合成光學(xué)元件9、第四聚光透鏡14、以及熒光體輪5被設(shè)置在前進(jìn)光路或者第二光路中，在前進(jìn)光路或者第二光路上，透射通過透射區(qū)域3b的藍(lán)色成分的激光P前進(jìn)(參見圖2)。
[0032]第三聚光透鏡11凝聚通過透射區(qū)域3b以及第一聚光透鏡Ic形成為點(diǎn)狀的形狀的藍(lán)色成分的激光P，以將其轉(zhuǎn)換成平行光通量。被凝聚的藍(lán)色成分的激光P在光路折疊鏡12上被反射朝向光路合成光學(xué)元件9 (參見圖1)。
[0033]光路合成光學(xué)元件9例如由分色鏡組成。分色鏡透射藍(lán)色成分的激光P，并且具有反射如下所述的綠色熒光G(以下，稱為熒光G)以及紅色熒光R(以下，稱為熒光R)的光學(xué)特性。分色鏡起到將藍(lán)色成分的激光P、以及熒光G和熒光R的光路結(jié)合的作用。
[0034]熒光體輪5由旋轉(zhuǎn)盤組成，并且由在圖1中示出的第二步進(jìn)馬達(dá)6可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。環(huán)形的熒光膜5a沿著熒光體輪的圓周方向被形成在熒光體輪5上。熒光材料(通過藍(lán)色成分的激光P的激勵(lì)來產(chǎn)生熒光G和熒光R)的混合材料(產(chǎn)生黃色熒光的材料)被用于熒光膜5a。然而，熒光體輪不局限于這個(gè)材料。例如，可以使用具有從綠色成分的波長范圍至紅色成分的波長范圍的熒光分布特性的熒光材料。
[0035]透射通過光路合成光學(xué)元件9的藍(lán)色成分的激光P通過第四聚光透鏡14被凝聚，以便以點(diǎn)狀的形狀被照射至熒光膜5a。熒光膜5a通過激光P被激勵(lì)，以產(chǎn)生熒光G和熒光R0
[0036]如圖1所示，熒光G、熒光R、以及在熒光膜5a上被反射的一部分激光P通過第四聚光透鏡14被凝聚成平行光通量，并且此后，被再次引導(dǎo)至光路合成光學(xué)元件9。熒光G和熒光R在光路合成光學(xué)元件9上被反射，以便被引導(dǎo)至第五聚光透鏡16。在熒光膜5a上被反射的一部分激光P透射通過光路合成光學(xué)元件9，以便被引導(dǎo)至光路折疊鏡12。
[0037]注意，因?yàn)橥ㄟ^熒光體輪5的旋轉(zhuǎn)，激光P被照射的熒光膜5的位置每小時(shí)改變，所以熒光膜5a的劣化被抑制。當(dāng)激光被照射至熒光膜5a時(shí)，激光P在熒光體輪5上沒有被散射成相干光。因此，只要激光P被照射至熒光膜5a，在考慮人眼的安全性上就沒有問題。