[發明專利]照明光學系統以及包括其的投影顯示設備

有效

• 申請號: 201080070620.2
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN103250096A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 齊藤裕之
• 申請（專利權）人: NEC顯示器解決方案株式會社
• 主分類號: G03B21/14
• 分類號: G03B21/14;F21S2/00;G03B21/00;F21Y101/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 魯山;孫志湧

技術領域

本發明涉及一種照明光學系統以及包括其的投影顯示設備。

背景技術

近來，在使用液晶面板或數字微鏡器件（DMD）作為顯示元件的投影顯示設備（即投影儀）中，使用發光二極管（LED）作為光源的技術已經成為關注的焦點（例如參見專利文獻1）。

使用LED作為光源的投影儀（即，LED投影儀）具有長壽命和高可靠性的優點，這是因為LED具有長壽命/高可靠性。

引證文獻列表

專利文獻

專利文獻1：JP2003-186110A

發明內容

技術問題

但是，如下所述，LED投影儀具有其因為光學擴展量（etendue）的限制而難以實現高亮度圖像顯示的問題。

在將光投影到顯示元件的照明光學系統中，必需考慮到由光源的發光面積和照射角確定的光學擴展量的限制。換言之，為了有效利用來自光源的光作為投影光，必須將光源的發光面積和照射角的乘積值設定為等于或低于由照明光學系統的F數確定的顯示元件的面積和捕獲角的乘積值。但是，在LED中，光量小于其他光源的光量。因此，即使通過增大發光面積的大小來增大光量，這也會導致光學擴展量的提高。因此，因為光使用效率降低，所以變得不能實現高亮度圖像顯示。

因此，需要在不增大投影儀的光源中的發光面積的大小的情況下增大光量。但是，難以僅通過使用LED實現這一點。

從增大光量的觀點來講，除LED之外的光源可以被用作各個色光。但這并不是期望的，因為這會增加部件數量，因此增大整個投影儀的大小。

因此本發明的目的是提供一種能在不增加光學擴展量或設備大小的情況下提高亮度的照明光學系統。本發明的另一目的是提供一種包括照明光學系統的投影顯示設備。

解決問題的方法

為了實現上述目的，根據本發明的照明光學系統包括：第一光源，用于發射第一色光和第二色光；以及第二光源，用于發射第三色光。第一光源包括：半導體激光器元件，其發射線性偏振激光束；激發光產生裝置，用于空間和時間地分離從半導體激光器元件發射的激光束，以產生第一激發光和第二激發光；第一熒光體，其由第一激發光激發以發射第一色光；以及第二熒光體，其由第二激發光激發以發射第二色光。激發光產生裝置包括主動式衍射元件（active?diffraction?element），該主動式衍射元件在兩個不同方向上透射入射激光束以將其分成第一激發光以及具有與第一激發光的出射方向不同的出射方向的第二激發光。

根據本發明的投影顯示設備包括：上述照明光學系統；光學調制設備，其根據圖像信號調制從照明光學系統輸出的光；以及投影光學系統，其投影由光學調制設備調制的光。

本發明的有益效果

因此，本發明可以提供一種能在不增加光學擴展量或設備大小的情況下提高亮度的照明光學系統，以及包括其的投影顯示設備。

附圖說明

圖1示出顯示根據本發明第一實施例的包括照明光學系統的液晶投影儀的構造的示意圖；

圖2示出顯示圖1中所示的液晶投影儀中的主動式衍射元件和第一二向色鏡的放大示意圖；

圖3示出圖2中所示的第一二向色鏡的波長-透射率特性；

圖4示出顯示根據本發明第二實施例的包括照明光學系統的DMD投影儀的構造的示意圖。

圖5示出顯示圖4中所示的DMD投影儀中的DMD的構造的示意正視圖；以及

圖6示出顯示圖5中所示的DMD中的微鏡的傾斜狀態的示意截面圖。

具體實施方式

以下將參考附圖說明本發明的實施例。

（第一實施例）

首先將說明根據本發明第一實施例的使用液晶面板作為顯示元件的投影顯示設備（即液晶投影儀）的照明光學系統。

圖1示出顯示根據本實施例的液晶投影儀的光學系統的構造的示意圖。

液晶投影儀1包括照明光學系統2，照明光學系統2包括用于發射第一色光和第二色光的第一光源，以及用于發射第三色光的第二光源。以下將說明第一色光和第二色光分別是紅色光和綠色光，且第三色光是藍色光的實例。但是，本發明不限于本實例。例如，第一色光可以是綠色光，且第二色光可以是紅色光，或第三色光可以是紅色或綠色光。如上所述，雖然本發明的主要特征是用于發射兩種色光的第一光源的構造，但是任意光源都可以被用作第二光源。因此，可以通過考慮第二光源的構造來選擇第一光源中的兩種色光的組合。