[發明專利]投影型影像顯示裝置

有效

• 申請號: 201010525079.1
• 申請日: 2010-10-27
• 公開（公告）號: CN102141722A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 木村展之;平田浩二
• 申請（專利權）人: 日立民用電子株式會社
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B21/14;G02B27/28;G02B27/18;F21V13/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及使用液晶顯示元件等影像顯示元件將影像投影到投影面上的投影型影像顯示裝置，和使用多個光源聚光為1個光束后向后段的照明光學系統進行照射的光源，涉及提供高效率的投影型影像顯示裝置卻不會導致光源裝置的大型化的技術。

背景技術

例如，在投影型影像顯示裝置中，將反射型或透過型的液晶面板或者排列有多個微小反射鏡的結構的影像顯示元件的顯示畫面放大顯示到作為投影面的屏幕或板等上，為了在投影面上獲得具有足夠的大小和亮度的放大像，對照明光學系統一直進行著研究。

特別是在使用多個影像顯示元件的方式中，提出了抑制彩色影像的白平衡劣化和顏色不均的各種照明光學系統。例如，作為在日本特開平10-171045號公報(專利文獻1)中公開的投影型影像顯示裝置的照明光學系統中使用的光源，主流上使用單位輸入功率的發光效率較高的(70lm/W)超高壓水銀燈。

此外，為了提高第一陣列透鏡和第二陣列透鏡的光線通過率而縮短電極間距離也成為較大的開發課題。此外，因為超高壓水銀燈大量產生紫外線，所以會對構成照明光學系統的液晶光閥和偏振片等有機物帶來較大的危害，使之壽命減短，除此之外自身也會因電極磨損和發光管白濁引起的不透光而在短時間內發生亮度降低等較大問題。

因此，開始對使用紅、綠、藍發光二極管或有機EL等固體發光元件作為新的光源的投影型影像顯示裝置進行開發，提出了較多的提案。例如，日本特開2004-341105號公報(專利文獻2)中，提出了由使從固體光源出射的紫外光變換為可見光的熒光體層和透明基材及固體光源構成的光源裝置。

然后，為了解決該專利文獻2的課題，例如日本特開2009-277516號公報(專利文獻3)所示，提出了即使從固體光源出射的激發光為可見光也能夠高率發光的光源裝置。

接著，例如日本特開2009-259583號公報(專利文獻4)，也提出了將發光原理不同的光源組合作為投影型影像顯示裝置的光源的方案。

專利文獻2的技術中，公開了由使從固體光源射出的紫外光變換為可見光的熒光體層和透明基材及固體光源構成的光源裝置。關于該技術，因為使用以能量較高的紫外光作為激發光的激發光源，所以被紫外光照射的光學部件容易受到損傷，難以確保光學部件的長期性能。因此，專利文獻3中提出了對熒光體照射比紫外光能量低的可見光作為激發光的方案。

另一方面，如專利文獻4中所公開的，提出了將發光方式不同的多種光源組合作為投影型影像顯示裝置的新光源的方式。該提案的光源包括：第一光源，即射出規定波長的光的發光二極管或固體發光元件；第二光源，即射出激發光的發光二極管或固體發光元件；和第三淘汰，以來自第二光源的激發光作為激發能量從而發射與第一光源相同波段的光。

發明內容

以上敘述的專利文獻2至專利文獻4中公開的現有技術，沒有關于光源大小的記載，但實際上，在排列多個激發光源的情況下，會產生光源裝置大型化的問題。此外，在排列多個的情況下，因為使激發光聚光于熒光體上的透鏡會大型化，所以透鏡的球面像差會增大，也會產生不能夠以所要求的照射形狀照射熒光體的問題。

以下，作為不使用超高壓水銀燈的新的光源，對以使用激發光源激發熒光體而得的光作為光源時照明光學裝置存在的課題，參照附圖進行說明。其中，各圖中，對于相同的部分附加相同的符號，對于已說明一次的部分，省略其說明。此外，以下為了易于說明，引入正交坐標系。以照明光軸方向為Z軸，以在正交于Z軸的面內與影像顯示元件的矩形照射有效區域的長邊平行的方向上的軸為Y軸，以與矩形有效顯示區域的短邊平行的方向上的軸為X軸。即，構成第一陣列透鏡、第二陣列透鏡的透鏡單元，排列在X軸方向、Y軸方向這兩個方向上。

圖3(a)簡易圖示了使用偏振變換積分器的投影型液晶顯示裝置中的從光源到液晶顯示元件間的照明光學系統光路上的各光學元件，是沿X軸方向看的包含照明光軸的YZ截面上的照明光學系統的主要部分結構部。

圖3(a)中，照明光源裝置300由在Y軸方向上配置的8個藍色激發光源1和使各個光源的發散光平行化的平行化透鏡2構成。從藍色激發光源1發出的光在各個平行化透鏡2的作用下成為大致平行的光，被聚光透鏡14聚光在透明基材19上。透明基材19的入射側蒸鍍有增透膜，出射側由2種區段構成，包括以藍光為激發光發射黃光的黃色熒光體區段和使藍光擴散的擴散層區段。