[發明專利]光源裝置和使用它的投影型顯示裝置

有效

• 申請號: 201310467505.4
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103713456B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 永澤充;大內敏;大西邦一;川村友人
• 申請（專利權）人: 日立視聽媒體股份有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G02B27/10
• 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

本發明涉及使用影像顯示元件將LED光源和激光光源的特定波長的光源光合成后的光源光在屏幕上投影影像的光源裝置和具備它的投影型顯示裝置。

背景技術

近年來，因為Red/Green/Blue（紅/綠/藍）三色的單色LED光源和Red/Green/Blue的半導體激光器的高輸出化，以它們作為光源的小型投影儀市場在擴大。

小型投影儀中使用的影像顯示元件，已知有作為反射型液晶顯示元件的LCOS（Liquid?Crystal?On?Silicon：硅基液晶）、作為微反射鏡型影像顯示元件的DMD（Digital?Micromirror?Device：數字微鏡晶片）、使MEMS（MicroElectro?Mechanical?Systems：微機電系統）反射鏡進行二維掃描的元件等。

在這些小型投影儀中，將三色的單色LED和半導體激光器的輸出光合成，使該合成光通過LCOS或DMD等影像顯示元件影像化。此外，MEMS反射鏡對于在一個光路中合成的三色的單色LED或半導體激光器的輸出光按每種顏色順次掃描顯示影像。

專利文獻1中，公開了將三色的單色LED或半導體激光器的光束用由波長選擇性不同的面構成的分色鏡合成的技術。

專利文獻1：美國專利第8238029號說明書

發明內容

用三色的單色光源對一個影像顯示元件照射的情況下，需要設置將Red/Green/Blue光源合成為一個共用的光學系統的單元。為了合成三色使用個別的光學元件時，部件數量增加，光源裝置整體增大，不利于小型化和低成本化。

根據專利文獻1所公開的技術，能夠用一個分色鏡合成三色，但是記載了MEMS反射鏡投影的光束的合成，沒有考慮LCOS或DMD等使用面光源的影像顯示元件。

本發明的目的在于提供使使用LED或半導體激光器等固體發光源的面光源為照度分布均勻且能夠小型化的光源的照明裝置和具備它的投影型顯示裝置。

為了解決上述課題，本發明的將投影影像進行面投影的投影型顯示裝置的光源裝置具備：輸出第一顏色光的面照射光的第一固體光源；輸出第二顏色光的面照射光的第二固體光源；輸出第三顏色光的面照射光的第三固體光源；反射上述第一固體光源的光束的第一分色面和反射上述第二固體光源的光束的第二分色面彼此非平行地相對設置，上述第三固體光源的光束折射透過上述第一分色面和上述第二分色面的楔型分色鏡；和使從上述楔型分色鏡入射的光束的照度分布平滑化的透鏡陣列，上述第三固體光源的光束以其光軸由上述楔型分色鏡折射為與上述透鏡陣列的光軸一致的方式對上述透鏡陣列入射，上述第一固體光源的光束和上述第二固體光源的光束，由上述楔型分色鏡反射成以上述透鏡陣列的光軸作為對稱中心而對上述透鏡陣列入射。

進而，上述第一固體光源和上述第二固體光源靠近地配置，包括：將上述第一固體光源和上述第二固體光源的出射光變換為大致平行光而對上述楔型分色鏡出射的球面或非球面的第一平行化透鏡；和將上述第三固體光源的出射光變換為大致平行光對上述楔型分色鏡出射的球面或非球面的第二平行化透鏡，上述第一固體光源和上述第二固體光源，配置在不同于上述第一平行化透鏡的光軸上的位置并偏移規定量，上述第一固體光源的大致平行化后的光束的光軸和上述第二固體光源的大致平行化后的光束的光軸的方向與上述第一平行化透鏡的光軸的方向不同，上述第三固體光源配置在上述第二平行化透鏡的光軸上的位置，上述第三固體光源的大致平行化后的光束的光軸的方向與上述第二平行化透鏡的光軸的方向相同。

根據本發明，能夠提供用簡單的結構同時實現光源裝置的小型化和屏幕上的照度均勻化的光源裝置和具備它的投影型顯示裝置。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施例1的光源裝置的概要結構的圖。

圖2是表示本發明的光源光軸的關系的圖。

圖3是表示本發明的透鏡陣列上的光束的光量分布的圖。

圖4是表示本發明的影像顯示元件上的照度分布的圖。

圖5是表示本發明的其他光源光軸的關系的圖。

圖6是表示本發明的光源光軸與透鏡陣列的光軸的關系的圖。

圖7是表示本發明的光源光軸與透鏡陣列的光軸的其他關系的圖。

圖8是表示本發明的實施例2的光源裝置的概要結構的圖。

圖9是表示本發明的實施例2的光源裝置的其他概要結構的圖。

圖10是表示本發明的實施例2的光源裝置的其他概要結構的圖。

圖11是表示本發明的實施例2的光源裝置的其他概要結構的圖。