[發明專利]照明單元、投影顯示單元和直視型顯示單元

有效

• 申請號: 201310204300.7
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103454845B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 三浦幸治
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G02B27/09;G02B27/10;G02B27/01;F21V13/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及利用諸如激光二極管（LD）的固態發光器件的照明單元，以及包括該照明單元的投影顯示單元和直視型顯示單元。

背景技術

近幾年，將圖像投射到屏幕上的投影儀不僅在辦公室而且在家庭中得到廣泛應用。典型的投影儀利用光閥調制發自光源的光，并將圖像光投射到屏幕上，從而進行顯示（例如，參考日本未審專利申請公開第2011-128634和2010-48903號）。最近，提出了手掌大小的超緊湊型投影儀、具有內置超緊湊型投影儀的移動電話。

發明內容

高強度氣體放電燈是用于投影儀的主流光源。然而，因為放電燈具有相對較大的尺寸和高功耗，近年來，諸如發光二極管（LED）、激光二極管（LD）和有機EL（OLED）的固態發光器件作為放電燈的替代已經受到關注。相比放電燈，這些固態發光器件的優勢不僅在于尺寸和功耗，還在于高可靠性。具體地，為了實現更高的輝度以及更低的功耗，利用作為點光源的LD提高光利用率是有效的。

因此，在用于投影儀等的光源（照明單元）中，通常，期望更高輝度的照明光和改善的光利用率，且期望利用簡單（小）的構造來實現。

期望提供一種在實現更高輝度的照明光的同時，能夠利用簡單的配置改善光利用率的照明單元，以及都利用這種照明單元的投影顯示單元和直視型顯示單元。

根據本發明的實施方式，提供了一種照明單元，包括：一個或多個光源，每個都包括固態發光器件，固態發光器件自其發光區域發光，發光區域包括沿著預定方向排列的多個發光斑點；和光學部件，允許發自固態發光器件的光入射通過并從其出射，其中光學部件包括一個或多個改變自固態發光器件入射的光的指向角（directivity?angle）的耦合透鏡，固態發光器件包括單個芯片或多個芯片，單個芯片發射單波長范圍內的光或多波長范圍內的光，多個芯片發射相同波長范圍內的光或彼此不同的波長范圍內的光，具有多個發光斑點的固態發光器件中的單個芯片或多個芯片每個都包括激光二極管，且該一個或多個耦合透鏡中的第一耦合透鏡沿著發光區域中所述預定方向比沿著與預定方向垂直的方向具有更小的透鏡效應，發自具有多個發光斑點的固態發光器件的激光入射在第一耦合透鏡上。

根據本發明的實施方式，提供了配備有照明光學系統、空間調制裝置和投影光學系統的投影顯示單元，該空間調制裝置基于輸入圖像信號調制來自照明光學系統的光以產生圖像光，投影光學系統投射由空間調制裝置產生的圖像光，照明光學系統包括：一個或多個光源，其每個都包括固態發光器件，所述固態發光器件自其發光區域發射光，所述發光區域包括沿著預定方向排列的多個發光斑點；和光學部件，允許自固態發光器件入射的光通過并從其出射，其中光學部件包括一個或多個改變自固態發光器件入射的光的指向角的耦合透鏡，固態發光器件包括單個芯片或多個芯片，單個芯片發射單個波長范圍內的光或多波長范圍內的光，多個芯片發射相同波長范圍內的光或彼此不同的波長范圍內的光，具有所述多個發光斑點的固態發光器件中的單個芯片或多個芯片每個都包括激光二極管，且該一個或多個耦合透鏡中的第一耦合透鏡沿著所述發光區域中預定方向比沿著與該預定方向垂直的方向具有更小的透鏡效應，發自具有多個發光斑點的固態發光器件的激光入射在第一耦合透鏡上。

根據本發明的實施方式，提供了配備有照明光學系統、空間調制裝置、投影光學系統和透射式屏幕的直視型顯示單元，所述空間調制裝置基于輸入圖像信號調制來自所述照明光學系統的光以產生圖像光，所述投影光學系統投射由所述空間調制裝置產生的圖像光，所述透射式屏幕顯示從所述投影光學系統投射的圖像光，所述照明光學系統包括：一個或多個光源，其每個都包括固態發光器件，所述固態發光器件自其發光區域發射光，所述發光區域包括沿著預定方向排列的多個發光斑點；和光學部件，其允許自固態發光器件入射的光通過并從其出射，其中光學部件包括一個或多個改變自固態發光器件入射的光的指向角的耦合透鏡，固態發光器件包括單個芯片或多個芯片，單個芯片發射單個波長范圍內的光或多個波長范圍內的光，多個芯片發射相同波長范圍內的光或彼此不同的波長范圍內的光，具有所述多個發光斑點的固態發光器件中的單個芯片或多個芯片每個都包括激光二極管，且一個或多個耦合透鏡中的第一耦合透鏡在所述發光區域中沿著所述預定方向比沿著與預定方向垂直的方向具有更小的透鏡效應，發自具有多個發光斑點的固態發光器件的激光入射在第一耦合透鏡上。