[發(fā)明專利]光源光學(xué)系統(tǒng)，光源裝置和圖像投影裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980078272.4
• 申請日: 2019-10-07
• 公開（公告）號: CN113168082B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高野洋平;中村直樹
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社理光
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王增強

一種與配置為發(fā)射第一色光的激勵光源一起使用的光源光學(xué)系統(tǒng)包括：波長轉(zhuǎn)換單元，配置為接收由所述激勵光源發(fā)射的所述第一色光，并且射出具有與所述第一色光的波長不同的波長的第二色光；以及具有正光焦度的第一光學(xué)系統(tǒng)和具有正光焦度的第二光學(xué)系統(tǒng)，順序設(shè)置在所述激勵光源和所述波長轉(zhuǎn)換單元之間的光路上。所述第一光學(xué)系統(tǒng)具有當平行于所述第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸的光線入射時從所述第一光學(xué)系統(tǒng)射出的光線一邊靠近所述光軸一邊入射到第二光學(xué)系統(tǒng)那樣的光學(xué)特性。所述第二光學(xué)系統(tǒng)相對所述第二光學(xué)系統(tǒng)的近軸焦點位置具有校正不足的球面像差。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種光源光學(xué)系統(tǒng)，光源裝置和圖像投影裝置。

背景技術(shù)

放大并投影各種圖像的投影儀(圖像投影裝置)得到廣泛使用。投影儀將光源發(fā)出的光聚光到諸如數(shù)字微鏡器件(DMD)或液晶顯示元件之類的空間光調(diào)制元件，將根據(jù)圖像信號調(diào)制的來自空間光調(diào)制元件的射出光作為彩色圖像顯示在屏幕上。

投影儀在許多情況下使用例如高亮度的超高壓汞燈。但是，這種燈的壽命短，經(jīng)常需要維護。因此，使用例如激光或發(fā)光二極管(LED)代替超高壓汞燈的投影儀的數(shù)量正在增加。這是因為與超高壓水銀燈相比，激光或LED具有更長的壽命，且由于其單色性，色彩再現(xiàn)性也良好。

投影儀用諸如紅、綠、藍這三種原色的三種顏色的光照射諸如DMD的圖像顯示元件以形成圖像。三種顏色都可以由激光源產(chǎn)生。然而，這是不希望的，因為綠色激光器和紅色激光器具有比藍色激光器低的發(fā)光效率。因此，使用將藍色激光作為激勵光照射熒光體、從在熒光體經(jīng)波長轉(zhuǎn)換的熒光光生成紅光和綠光的方法。專利文獻1和2公開了使用(作為組合)這樣的激光源和熒光體的光源光學(xué)系統(tǒng)。

專利文獻1公開了一種照明光學(xué)系統(tǒng)，該照明光學(xué)系統(tǒng)包括激勵光源，熒光體單元，以及位于激勵光源與熒光體單元之間的光路上、用于使激勵光的強度分布接近均一狀態(tài)的擴散板。專利文獻2公開了一種光源裝置，該光源裝置包括：多個光源；波長轉(zhuǎn)換元件；以及位于多個光源與波長轉(zhuǎn)換元件之間的光路上的多個反射鏡陣列和透鏡陣列。

引文列表

專利文獻

【專利文獻1】JP-6090875-B

【專利文獻2】JP-2017-194523-A

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

為了提供更明亮的投影儀，對投影儀的用于提高光利用效率的需求增加。熒光體的光利用效率根據(jù)入射在熒光體上的激勵光的能量密度而變化。當入射的激勵光具有高能量密度時，溫度升高并且存在于熒光體中可以激勵的電子減少，因此，效率降低。為了解決這個問題，可以使能量密度均勻，可以增大光斑尺寸，從而提高光利用效率。

當增加熒光體上的激勵光的光斑尺寸以抑制熒光體中的激勵光的能量密度時，在下游(后續(xù))的光學(xué)系統(tǒng)中光線的漸暈量增加。漸暈量增加會降低整個投影儀的光利用效率。為了提高投影儀的光利用效率，重要的是使能量密度均勻并獲得最佳光斑尺寸。

在上述專利文獻1中，由于在激勵光源與熒光體單元之間設(shè)置有擴散板，因此，入射在熒光體單元的激勵光的強度降低，投影儀整體的光利用效率降低。在上述專利文獻2中，反射鏡陣列和透鏡陣列會導(dǎo)致裝置尺寸大型化、復(fù)雜化、和高成本化。另外，反射鏡陣列和透鏡陣列的吸收會降低入射在熒光體單元的激勵光的效率。

基于對上述缺點的認識而完成了本公開的實施例，本發(fā)明的目的是提供一種具有高的光利用效率且能減小尺寸的光源光學(xué)系統(tǒng)，光源裝置，和圖像投影裝置。

解決問題的方案