[發(fā)明專利]一種光源裝置以及投影顯示裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210026863.0
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN115598909A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 加藤厚志;梅雨非
• 申請（專利權(quán)）人: 索諾克（北京）科技有限公司
• 主分類號(hào): G03B21/20
• 分類號(hào): G03B21/20
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 楊晶;王琦

本發(fā)明涉及一種光源裝置以及投影顯示裝置。在使用二向色鏡的光源裝置中，尋求一種即便不使用石英玻璃制等價(jià)格高昂的聚光透鏡，光利用效率也高的光源裝置。一種光源裝置，具備：激光光源，以既定的偏光狀態(tài)輸出既定波長區(qū)域的光；二向色鏡；相位差板；聚光光學(xué)系統(tǒng)；能夠旋轉(zhuǎn)的色輪，具備熒光區(qū)域和反射區(qū)域；以及反射器件。激光光源的輸出光從二向色鏡、相位差板、聚光光學(xué)系統(tǒng)按此順序透射，并照射色輪。經(jīng)反射區(qū)域反射后的既定波長區(qū)域的光從聚光光學(xué)系統(tǒng)、相位差板按此順序透射而入射至二向色鏡，既定的偏光狀態(tài)的成分在從二向色鏡透射后被反射器件反射，并再次從二向色鏡透射而射出，與既定的偏光狀態(tài)不同的成分被二向色鏡反射而射出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光源裝置以及具備光源裝置的投影顯示裝置。

背景技術(shù)

一直以來，作為用于投影顯示裝置的光源，已知一種將半導(dǎo)體激光器(激光二極管或LD)發(fā)出的藍(lán)色光(B光)作為激發(fā)光照射到熒光體上，并將獲得的黃色光(Y光)、紅色光(R光)、綠色光(G光)等與半導(dǎo)體激光器發(fā)出的藍(lán)色光(B光)的一部分一起輸出的光源裝置。

專利文獻(xiàn)1中公開了一種光源裝置，沿著色輪的圓周部分預(yù)先設(shè)置發(fā)出綠色光的熒光體、發(fā)出紅色光的熒光體、以及透射窗，一邊使色輪旋轉(zhuǎn)，一邊對圓周部分照射藍(lán)色光。該光源裝置采用了使由熒光色輪的熒光體發(fā)出的綠色和紅色的熒光與從熒光色輪的透射窗透射的藍(lán)色光向同一方向射出的光學(xué)系統(tǒng)。具體而言，使用兩枚反射鏡將從透射窗透射的藍(lán)色光導(dǎo)向二向色鏡，通過二向色鏡使藍(lán)色光的光路與熒光的光路匯合。在該光源裝置中，由于將藍(lán)色光與熒光以不同的光路導(dǎo)向二向色鏡，因此需要確保較大的光路空間，難以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。進(jìn)而，出現(xiàn)了反射鏡等光學(xué)部件數(shù)量增加的問題。

專利文獻(xiàn)2中公開了一種光源裝置，沿著色輪的圓周部分預(yù)先設(shè)置發(fā)出綠色光的熒光體、發(fā)出紅色光的熒光體、以及鏡面部，一邊使色輪旋轉(zhuǎn)，一邊從藍(lán)色激光光源(LD陣列)對色輪的圓周部分照射藍(lán)色光。在該光源裝置中，在藍(lán)色激光光源(LD陣列)與色輪之間配置有在藍(lán)色波段具有偏光特性的二向色鏡以及1/4波長板。在該裝置中，利用激光光源具有的偏光特性，使經(jīng)鏡面部反射后的藍(lán)色光的光路與熒光的光路相同。因此，與專利文獻(xiàn)1中公開的光源裝置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。

專利文獻(xiàn)3中公開了一種光源裝置，采用兼作激發(fā)光的藍(lán)色光從激光光源射向聚光器件的光軸與聚光器件的光軸為非共軸的結(jié)構(gòu)。在該光源裝置中，將具備反射特性不同的兩個(gè)區(qū)域的分色器件配置在激光光源與熒光色輪之間。雖然是將藍(lán)色光與熒光分時(shí)輸出的結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)，但是由于兼作激發(fā)光的藍(lán)色光的光路與熒光的光路為大致相同的路線，因此與專利文獻(xiàn)1中公開的光源裝置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開2010-256457號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利公開2012-108486號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本專利公開2019-61237號(hào)公報(bào)

如前所述，專利文獻(xiàn)2中記載的光源裝置與專利文獻(xiàn)1中記載的光源裝置相比能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，但是當(dāng)其作為投影儀的照明光源來使用時(shí)，有可能產(chǎn)生投影圖像的白平衡的劣化。從激光光源射出的P偏光的藍(lán)色光在從二向色鏡通過之后，直至被熒光色輪反射而返回到二向色鏡為止的過程中，從P偏光向S偏光發(fā)生偏光轉(zhuǎn)換，當(dāng)該偏光轉(zhuǎn)換未被精度良好地實(shí)施時(shí)，就會(huì)存在無法從二向色鏡作為反射光而射出的偏光成分，產(chǎn)生藍(lán)色光的光損耗，導(dǎo)致投影圖像的白平衡發(fā)生劣化。

此外，如果有在配置于熒光色輪之前的聚光透鏡處發(fā)生偏光紊亂而從圓偏光轉(zhuǎn)化為橢圓偏光的成分，則在二向色鏡處作為S偏光的光而反射的光量減少，引起白平衡的降低。為了抑制橢圓偏光的產(chǎn)生，有一種在聚光透鏡中使用石英玻璃等熱膨脹系數(shù)小的材料的方法，但是這樣的材料由于價(jià)格高昂，因此在成本方面較為不利。進(jìn)而，由于熱膨脹系數(shù)小的光學(xué)材料的種類有限，因此還存在光學(xué)材料選擇范圍變窄、光學(xué)設(shè)計(jì)上的自由度減小等問題。