CN102147562A - 光源、照明装置、显示装置、显示投影仪和投影显示装置 - Google Patents

光源、照明装置、显示装置、显示投影仪和投影显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了光源、照明装置、显示装置、显示投影仪和投影显示装置。所述光源包括：(a)光发射器，它沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及(b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。本发明的光源、照明装置、显示装置、显示投影仪和投影显示装置具有简单且低成本的结构，并且能够使得看不见干涉条纹。

Description

光源、照明装置、显示装置、显示投影仪和投影显示装置
相关申请的交叉参考
本申请要求2010年2月4日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-023597的优先权权益，因此在法律允许的范围内将该日本优先权专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明总体上涉及光源、设有该光源的照明装置以及设有该照明装置的显示装置、显示投影仪和投影显示装置(投影型图像显示装置)，所述光源使用例如激光等光，该光的相干性方面具有面内各向异性。
背景技术
一般地，在设置于诸如投影仪等投影型图像显示装置内的照明装置中，通常会使用例如高压汞灯和氙气灯等灯光源。近年来，由于激光光源具有高能效、高色彩再现性及高耐久性等显著特性，它已被发展成为替代用的灯光源。为了确保照明光的面内均匀性这个目的，在照明装置中设有采用复眼透镜等的光学部件。该照明装置利用复眼透镜来分割从激光光源出射的光束，并利用会聚透镜来对上述被分割的光束进行多路复用，从而实现均匀照明。
然而，当对相干性较高的激光进行光束的分割和多路复用时，由于该光的相干性较高，因此在被照射表面上很可能会产生干涉条纹。
为了解决这一问题，日本专利申请公开公报特开第H11-271213号(JP-H11-271213A)提出了一种技术，该技术中：在激光光源与复眼透镜之间设有偏转镜，并且以可旋转的方式驱动该偏转镜从而使产生于被照射表面上的干涉条纹移动(或旋转)。这种方法由于通过使干涉条纹移动来将所累积的光量平均分布在整个被照射平面上，因此该方法明显地减少了干涉条纹。另外，日本专利申请公开公报特开第2006-49656号(JP2006-49656A)提出了一种技术，该技术中：单独地设置有用于改变每个光束(这些光束是利用阵列透镜而被分割的)的表观光路长度的光学部件，并且利用光束间的光路长度差异来减少干涉条纹。
专利文件JP-H11-271213A中所公开的技术设有单独的用于以可旋转的方式驱动偏转镜的机构。专利文件JP2006-49656A中所公开的技术包括单独的具有特殊形状的光学部件。这两种结构都存在装置结构复杂且成本高的缺点。
发明内容
因此，本发明的目的是期望提供一种具有简单且低成本的结构、能够使得很少看得见干涉条纹的照明装置，还期望提提供一种设有该照明装置的投影型图像显示装置。
在本发明的一实施例中，提供了一种光源，所述光源包括：光发射器，它沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在上述实施例中，所述光发射器为激光器。
在上述实施例中，所述激光器为激光器二极管。
在上述实施例中，还包括用于对光进行分割的光学部件。
在上述实施例中，所述用于对光进行分割的光学部件为复眼透镜。
在上述实施例中，还包括位于所述光发射器与所述光多路复用器之间的透镜。
在上述实施例中，位于所述光发射器与所述光多路复用器之间的所述透镜为柱面透镜。
在上述实施例中，所述光多路复用器为会聚透镜。
在上述实施例中，所述光多路复用器为杆式光积分器。
在上述实施例中，所述用于对光进行分割的光学部件为杆式光积分器。
在上述实施例中，还包括位于所述光发射器与所述光多路复用器之间的道威棱镜。
在上述实施例中，还包括位于所述光发射器与所述光多路复用器之间的反射镜。
在上述实施例中，包括：柱面透镜，其位于所述光发射器与所述光多路复用器之间；会聚透镜，其作为所述光多路复用器；以及复眼透镜，其位于所述柱面透镜与所述会聚透镜之间。其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性。所述多路复用轴与所述第三轴相对于彼此成一角度，且该角度是0度、90度、180度或270度。所述柱面透镜绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在上述实施例中，包括：会聚透镜，其作为所述光多路复用器；以及复眼透镜，其位于所述光发射器与所述会聚透镜之间。其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性。所述光发射器绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在上述实施例中，包括：会聚透镜，其作为所述光多路复用器；以及复眼透镜，其位于所述光发射器与所述会聚透镜之间。其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性。所述多路复用轴与所述第三轴相对于彼此成一角度，且该角度是0度、90度、180度或270度。所述复眼透镜绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在上述实施例中，包括：柱面透镜，其位于所述光发射器与所述光多路复用器之间；以及杆式光积分器，其作为所述光多路复用器。其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性。所述多路复用轴与所述第三轴相对于彼此成一角度，且该角度是0度、90度、180度或270度。所述柱面透镜绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在上述实施例中，包括作为所述光多路复用器的杆式光积分器。其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性。所述光发射器绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在上述实施例中，包括杆式光积分器。其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性。所述多路复用轴与所述第三轴相对于彼此成一角度，且该角度是0度、90度、180度或270度。所述柱面透镜绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在上述实施例中，包括杆式光积分器。其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性。所述光发射器绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在上述实施例中，包括作为所述光多路复用器的杆式光积分器。其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性。所述杆式光积分器绕着所述第一轴相对于所述第三轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在本发明的另一实施例中，提供了一种具有光源的照明装置，所述光源包括：(a)光发射器，其沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及(b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
在本发明的又一实施例中，提供了一种显示装置，其包括照明装置、光分离器结构以及光合成器。所述照明装置包括：(a)光发射器，其沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及(b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。所述光分离器结构用于把来自所述照明装置的光分离成不同光束。所述光合成器用于对来自所述光分离器结构的不同光束进行合成。
在上述实施例中，所述光分离器结构包括由反射镜和光阀构成的结构。
在上述实施例中，所述光合成器包括二向色棱镜。
在上述实施例中，所述光分离器结构包括由反射镜和反射型液晶面板构成的结构或者由反射镜和透射型液晶面板构成的结构。
在本发明的再一实施例中，提供了一种显示投影仪，其包括照明装置、光分离器结构、光合成器以及投影镜头。所述照明装置包括：(a)光发射器，其沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及(b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。所述光分离器结构用于把来自所述照明装置的光分离成不同光束。所述光合成器用于对来自所述光分离器结构的不同光束进行合成。所述投影镜头用于对来自所述光合成器的光进行调焦。
在本发明的另外一实施例中，提供了一种投影显示装置，其包括照明装置、光分离器结构、光合成器、投影镜头以及显示屏幕。所述照明装置包括：(a)光发射器，其沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及(b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。所述光分离器结构用于把来自所述照明装置的光分离成不同光束。所述光合成器用于对来自所述光分离器结构的不同光束进行合成。所述投影镜头用于对来自所述光合成器的光进行调焦。来自所述投影镜头的光被投射到所述显示屏幕上。
利用本发明的原理，根据从光源发射的光束而得到的光束被入射到光学部件上。当光束进入该光学部件中时，在该光学部件内对光束进行分割和多路复用，从而使面内亮度均匀化。这里，在进入光学部件内的入射光束中呈现出光的最高相干性的那个方向不同于该光学部件中的多路复用方向。因此，在光从光学部件出射之后该光的相干性变成很少看得见。
根据本发明的原理，在进入光学部件内的入射光束中呈现出光的最高相干性的那个方向不同于该光学部件中的多路复用方向。这就能够使得在光从光学部件出射之后该光的相干性变为很少看得见，而不必单独设置有例如用于对光路上的偏转镜以可旋转方式进行驱动的机构或者用于改变各个被分割光束的表观光路的特殊光学部件。因此，能够以相对简单且相对低成本的结构使干涉条纹变成很少看得见。
应理解的是，上述的一般性说明以及下面的详细说明都是示例性的，并且旨在提供对如权利要求所要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
为了提供对本发明的进一步理解，将附图结合、并入至本说明书中并且构成本说明书的一部分。这些附图图示了本发明的实施例，并与说明书一起用来解释本发明原理。
图1图示了依据本发明原理的投影显示装置的整体结构。
图2是图1中所示的柱面透镜的透视图。
图3A图示了从光源发射的光在XY平面上的形状。
图3B图示了柱面透镜在XY平面内的布置状态。
图3C图示了复眼透镜在XY平面内的布置状态。
图4图示了比较例的投影显示装置的整体结构。
图5A图示了在比较例的投影显示装置中进入复眼透镜的光的轴方向与复眼透镜中的透镜排列方向之间的关系，并图示了在被照射表面上所产生的干涉条纹。
图5B图示了根据本发明原理的进入复眼透镜的光的轴方向与复眼透镜中的透镜排列方向之间的关系，并图示了在被照射表面上所产生的干涉条纹的形态。
图6A图示了图1所示结构的第一变形例中从光源发射的光在XY平面内的形状。
图6B图示了第一变形例中的复眼透镜在XY平面内的布置状态。
图7A图示了图1所示结构的第二变形例中从光源发射的光在XY平面内的布置状态。
图7B图示了第二变形例中的复眼透镜在XY平面内的布置状态。
图8图示了图1所示结构的第三变形例的投影显示装置的整体结构。
图9A图示了第三变形例中从光源发射的光在XY平面内的平面形状。
图9B图示了第三变形例中的柱面透镜在XY平面内的布置状态。
图9C图示了第三变形例中的杆式光积分器在XY平面内的布置状态。
图10A和图10B是图8中所示的杆式光积分器的透视图。
图11A和11B是用于说明图8中所示的杆式光积分器的原理的示意图。
图12A图示了图1所示结构的第四变形例中从光源发射的光在XY平面内的布置状态。
图12B图示了第四变形例中的杆式光积分器在XY平面内的布置状态。
图13A图示了图1所示结构的第五变形例中从光源发射的光在XY平面内的布置状态。
图13B图示了图1所示结构的第五变形例中的杆式光积分器在XY平面内的布置状态。
图14图示了图1所示结构的第六变形例中的投影显示装置的整体结构。
图15是用于进一步说明本发明原理的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的某些实施例进行详细说明。将按照下面的顺序进行说明。
1.最开始的实施例(柱面透镜倾斜布置在激光光源与复眼透镜之间)
2.第一变形例和第二变形例(激光光源或复眼透镜倾斜布置着)
3.第三变形例(柱面透镜倾斜布置在激光光源与杆式光积分器之间)
4.第四变形例和第五变形例(激光光源或杆式光积分器倾斜布置着)
5.第六变形例(使用了反射型液晶面板)
最开始的实施例
投影显示装置1的结构
图1图示了本发明实施例的投影显示装置1(投影型图像显示装置)的结构示意图。投影显示装置1设有用于构成照明装置1a的如下部件：激光光源10、柱面透镜11、复眼透镜12以及会聚透镜13。此外，投影显示装置1还设有用于构成投影光学系统的下列部件：反射镜14A～14E；透射型液晶面板15R、15G和15B；二向色棱镜16以及投影镜头17。上述投影光学系统利用照明装置1a的照明光将图像投影到屏幕18上。
激光光源10可以包括例如红色激光元件、绿色激光元件和蓝色激光元件(颜色的种类和颜色的数量不限于此)。上述各激光元件可以是半导体激光器元件、固体激光器元件或其他合适的元件。此外，优选(但不是必需)使用其中沿单轴方向布置有多个激光元件的阵列激光器。从该阵列激光器发射的激光可以包含远场图样(far-field pattern，FFP)(其形状例如为椭圆形)。也就是说，从激光光源10出射或发射的光(或光束)(下文可简称为“光源出射光”)在相干性方面具有面内各向异性，即，相干性在光束的横截面内呈各向异性。
在本实施例中，如图3A所示，光源出射光L0的形状在XY平面内为椭圆形，其短轴在X方向上且长轴在Y方向上。换句话说，激光光源10以这样的状态布置在光轴Z0上：在光源出射光L0中，呈现出光的最高相干性的轴方向DH与X方向重叠或重合，而呈现出光的最低相干性的轴方向DL与Y方向重叠或重合。激光光源10的这种布置状态在下文中被称为激光光源10的“基准布置”。另外，激光的“平面形状”(这个术语下文中会出现)指在XY平面内的形状。
参照图2，柱面透镜11可以是在其轴向D1上沿单轴方向延伸(即，沿光束的横截面内的方向延伸)的半柱面透镜。在本实施例中，柱面透镜11以斜向的方式倾斜布置着，使得柱面透镜11的轴向D1与呈现出光的最高相干性的轴方向DH彼此不同。更具体地，如图3B所示，柱面透镜11被布置为使得其轴向D1绕着光轴Z0自X方向旋转了预定角度α。将角度α适当地设为具有大于0度且小于180度(且不包括90度和270度)的值。柱面透镜11的这种布置状态在下文中被称为柱面透镜11的“倾斜布置”。
复眼透镜12具有例如在基板上呈二维地布置有多个透镜的结构。复眼透镜12依据这些透镜的排列而将入射光束在空间上进行分割，并且允许分割后的光束能够从该复眼透镜12出射。如图3C所示，复眼透镜12可以具有这样的结构：该结构中，例如沿着彼此正交的两个方向(即，排列方向C1和C2)布置(以矩阵形式)有多个透镜12a。在本实施例中，复眼透镜12这样布置于光轴Z0上：使得透镜12a的排列方向C1与Y方向重叠或重合，而透镜12a的排列方向C2与X方向重叠或重合。复眼透镜12的这种布置状态在下文中被称为复眼透镜12的“基准布置”。
会聚透镜13用于对复眼透镜12中被分割的光进行多路复用。由会聚透镜13进行的多路复用是沿着复眼透镜12中透镜12a的排列方向进行的。也就是说，在本实施例中，由会聚透镜13进行的多路复用的方向为X方向和Y方向。
会聚透镜13和复眼透镜12相当于“光学部件”的范例性示例。复眼透镜12和会聚透镜13以组合的方式被布置成：对从光源出射光L0得到的入射光束进行分割并对从光源出射光L0得到的分割后的光束进行多路复用，从而使面内亮度均匀。
反射镜14A～14E把从照明装置1a发射的光(照明光)分离为红(R)光、绿(G)光和蓝(B)光这些不同颜色光，并且对分离后的颜色光进行光路转换从而将分离后的各种颜色光引导至相应颜色的液晶面板(即，透射型液晶面板15R、15G或15B)中。更具体地，反射镜14A和14E每一者都是通过对红光进行反射来进行光路转换，从而将红光引导至透射型液晶面板15R中。类似地，反射镜14B用于将蓝光引导至透射型液晶面板15B中，并且反射镜14C和14D每一者都用于将绿光引导至透射型液晶面板15G中。在反射镜14A～14E中，反射镜14A选择性地让绿光和蓝光透过，并且反射镜14B选择性地让绿光透过。
透射型液晶面板15R、15G和15B基于图像信号分别对上述红光、绿光和蓝光进行调制，并且分别生成红色、绿色和蓝色的显示用图像光。透射型液晶面板15R、15G和15B每一者可以具有未图示的如下结构：在该结构中，液晶层被密封在一对彼此相对的基板之间，并且例如在这对基板的光入射侧和光出射侧上分别设有偏光板。当向透射型液晶面板15R、15G和15B各自的液晶层施加对应于图像信号的预定电压时，穿过该液晶层的颜色光就分别被调制并作为图像光从该液晶层中出射。
二向色棱镜16可以是颜色合成棱镜，该颜色合成棱镜例如可以是正交二向色棱镜(cross-dichroic prism)或其他合适的光学部件等。二向色棱镜16用于合成上述红色、绿色和蓝色的图像光。投影镜头17用于对由二向色棱镜16合成的图像光以放大的方式进行投影。
投影显示装置1的操作和效果
下面参照图1至图5B对投影显示装置1的操作和效果进行说明。
在投影显示装置1中，在照明装置1a中从激光光源10发出的光(即，光源出射光L0)首先穿过柱面透镜11，然后进入复眼透镜12。当光源出射光L0入射到复眼透镜12上时，对应于透镜12a的排列方向来分割复眼透镜12的入射光(后面将要说明的入射光L1)。然后，在会聚透镜13中对在复眼透镜12a中被分割的光进行多路复用，并且该多路复用光从会聚透镜13射出。这样，来自照明装置1a的出射光(照明光)的面内亮度被均匀化。然后，将照明光分离为红光、绿光和蓝光这三种颜色光，接着分别将它们引导至进入透射型液晶面板15R、15G和15B中。然后，在透射型液晶面板15R、15G和15B中对这些颜色光进行调制，并且调制后的颜色光作为图像光分别从透射型液晶面板15R、15G和15B中出射。接着，在二向色棱镜16中对各颜色的图像光进行合成。之后，将合成的光通过投影镜头17以放大的方式投射到屏幕18上。由此，实现了图像显示。
下面，将参照图4和图5A来说明比较例的投影显示装置100。图4图示了比较例的投影显示装置100的整体结构。图5A图示了该投影显示装置100中的光源出射光L100与复眼透镜102之间的布置关系，并且图示了被照射表面上所产生的干涉条纹的形态。投影显示装置100设有如下部件：激光光源101；复眼透镜102；会聚透镜103；反射镜104A至104E；透射型液晶面板105R、105G和105B；二向色棱镜106以及投影镜头107，且这些部件是沿着光轴Z0设置着。
在具有上述结构的投影显示装置100中，激光光源101和复眼透镜102每一者都被布置成具有本实施例所述的“基准布置”。也就是说，如图5A中的上图所示，激光光源101以这样的方式布置着：光源出射光L100中呈现出光的最高相干性的轴方向DH与X方向重叠或重合，并且光源出射光L100中呈现出光的最低相干性的轴方向DL与Y方向重叠或重合。另一方面，复眼透镜102被布置成使得透镜102a的排列方向与X方向和Y方向重叠或重合。然而，当激光光源100和复眼透镜102均被布置为具有基准布置时，光源出射光L100中的轴方向DH与透镜102a的排列方向(即，通过会聚透镜103进行的多路复用的方向)在X方向上彼此重叠或重合。当产生了这种轴方向的重叠或重合时，就沿着光源出射光L100中呈现出光的最高相干性的方向DH进行多路复用。因此，如图5A中的下图所示，照明光在从会聚透镜103出射之后很有可能在被照射表面上产生干涉条纹。
与之相反，根据本实施例，柱面透镜11配置成在激光光源10与复眼透镜12之间具有“倾斜布置”。也就是说，柱面透镜11被布置为使得它的轴向D1绕着光轴Z0旋转了α角度。因此，当光源出射光L0(沿光路A行进的光)穿过柱面透镜11时，光源出射光L0的平面形状按照角度α进行了旋转，随后从柱面透镜11出射。因此，如图5B中的上图所示，从柱面透镜11出射后进入复眼透镜12的光L1(沿光路B行进的光)的轴方向DH与透镜排列方向C1和C2(它们在这里相当于X方向和Y方向)互不相同。这就使得进入复眼透镜12的入射光L1的轴方向DH与由会聚透镜13进行的多路复用的方向互不相同，从而防止沿着最高相干性的轴方向DH发生多路复用。因此，如图5B中的下图所示，照明光在从会聚透镜13出射后不太可能会在被照射表面上产生干涉条纹，或使得在被照射表面上很少看见干涉条纹。
如上所述，根据本实施例，照明装置包括沿光轴Z0依次设置的激光光源10、柱面透镜11、复眼透镜12以及会聚透镜13。另外，在照明装置中，将激光光源10和复眼透镜12每一者都布置为具有“基准布置”，而将柱面透镜11布置为具有“倾斜布置”(在XY平面内经过旋转)。这使得能够让进入复眼透镜12的入射光L1的轴方向DH与由会聚透镜13进行的多路复用的方向互不相同，由此防止了光线沿着相干性最高的轴方向DH而被多路复用。因此，能够使得被照射表面上的干涉条纹很少看得见。
在现有技术中，为了抑制由于光束的分割和多路复用而导致的干涉条纹的产生，例如设有用于以可旋转的方式驱动位于激光光源与复眼透镜间的偏转镜的机构、或者用于改变每个被分割光束的表观光路且具有特殊形状的光学部件，等等。因此，当前可用技术的成本较高并且装置结构复杂。然而，根据本实施例，不需要这种用于旋转驱动的机构和特殊光学部件等。作为替代的是，本实施例便利地将柱面透镜以斜向布置的方式设置在光路上。因此，能够以简单的且成本低廉的结构使得很少看得见干涉条纹。
变形例
下面说明上述实施例的第一变形例至第六变形例。值得注意的是，与上述实施例的投影显示装置1中的那些元件相同或等同的元件用相同的附图标记表示，并且不再进行具体说明。
第一变形例
根据第一变形例，图6A图示了光源出射光L0在XY平面内的布置状态，而图6B图示了复眼透镜12在XY平面内的布置状态。与上述实施例中一样，第一变形例在照明装置中基于从激光光源10发射的出射光通过复眼透镜12和会聚透镜13对光束进行分割和多路复用。此外，从会聚透镜13射出的出射光可作为照明光而用于与上述实施例中的结构类似的投影光学系统(即，包括有反射镜14A至14E、透射型液晶面板15R、15G和15B、二向色棱镜106以及投影镜头17)。
第一变形例与上述实施例的区别在于：没有设置柱面透镜11，而是使光源出射光L0直接进入复眼透镜12。此外，如图6A所示，将激光光源10相对于“基准布置”状态倾斜地布置着，使得光源出射光L0中呈现出光的最高相干性的轴方向DH不同于X方向和Y方向。也就是说，将激光光源10绕着光轴Z0旋转了预定角度。下文中将激光光源10的这种布置状态称为激光光源10的“倾斜布置”。另一方面，如图6B所示，复眼透镜12被布置为具有“基准布置”。
以这样的方式，可以不使用柱面透镜11，而是让激光光源10本身具有倾斜布置。这样，光源出射光L0的轴方向DH与复眼透镜12中的透镜排列方向C1和C2(它们在这里相当于X方向和Y方向)互不相同。这就使得进入复眼透镜12的光的轴方向DH与由会聚透镜13(未在图6A和图6B中示出；参见图1)进行的多路复用的方向彼此不同，从而能够防止光线沿着相干性最高的轴方向DH而被多路复用。因此，能够获得与上述实施例的效果相当的效果。另外，由于在第一变形例中没有使用柱面透镜11，因此减少了组件数量从而能够获得更简单的结构。
第二变形例
根据第二变形例，图7A图示了光源出射光L0在XY平面内的布置状态，而图7B图示了复眼透镜12在XY平面内的布置状态。与上述实施例中一样，第二变形例在照明装置中基于从激光光源10发射的出射光通过复眼透镜12和会聚透镜13对光束进行分割和多路复用。此外，从会聚透镜13射出的出射光可作为照明光而用于与上述实施例中的结构类似的投影光学系统(即，包括有反射镜14A至14E、透射型液晶面板15R、15G和15B、二向色棱镜106以及投影镜头17)。另外，与上述第一变形例一样，第二变形例所具有的布置结构中未设置有柱面透镜11，并且光源出射光L0直接进入复眼透镜12。
如图7A所示，第二变形例与上述第一变形例的区别在于：激光光源10具有“基准布置”。此外，如图7B所示，第二变形例与上述实施例及第一变形例的区别在于：复眼透镜12相对于“基准布置”状态倾斜地布置着，使得透镜排列方向C1和C2与X方向和Y方向互不相同。也就是说，将复眼透镜12绕着光轴Z0旋转了预定角度。下文中将复眼透镜12的这种布置状态称为复眼透镜12的“倾斜布置”。
以这样的方式，可以不使用柱面透镜11，而是让复眼透镜12本身具有倾斜布置。这样，光源出射光L0的轴方向DH与复眼透镜12中的透镜排列方向C1和C2互不相同。这就使得进入复眼透镜12的光的轴方向DH与由会聚透镜13(未在图7A和图7B中示出；参见图1)进行的多路复用的方向互不相同，从而能够防止光线沿着相干性最高的轴方向DH而被多路复用。因此，能够获得与上述实施例及第一变形例的效果相当的效果。
在上述第一变形例与第二变形例中，是将激光光源10和复眼透镜12中的一者布置为具有倾斜布置。但在一种可供选择的实施方式中，也可以将激光光源10和复眼透镜12都布置为彼此不同的倾斜布置。也就是说，激光光源10和复眼透镜12可以被布置为这样：将激光光源10和复眼透镜12分别绕着光轴Z0旋转，使得光源出射光L0的轴方向DH与复眼透镜12中的透镜排列方向C1和C2各不相同。因此，可以将激光光源10和复眼透镜12布置为使得从激光光源10发射的光束中呈现出光的最高相干性的那个方向与多路复用的方向不同。
第三变形例
图8图示了第三变形例的投影显示装置2(投影型图像显示装置)的整体结构。与上述实施例的投影显示装置1一样，投影显示装置2从照明装置2a将根据激光光源10的出射光而得到的照明光照射至投影光学系统(其包括有反射镜14A至14E、透射型液晶面板15R、15G和15B、二向色棱镜16及投影镜头17)。此外，如图9A所示，激光光源10被布置为具有基准布置，并且如图9B所示，柱面透镜11被布置为具有倾斜布置。
第三变形例与上述实施例的区别在于：使用杆式光积分器(下文中简称为“杆式积分器”)20作为用于对光束进行分割和多路复用的光学部件。更具体地，杆式积分器20代替上述实施例中的复眼透镜12和会聚透镜13而被设置在柱面透镜11与反射镜14A之间。这里，在杆式积分器20的光入射侧设置有会聚透镜13。
图10A和图10B分别图示了杆式积分器20的示例。例如，杆式积分器20可以是如图10A所示的四棱柱状玻璃杆20A。玻璃杆20A具有彼此相对的光入射面20A1和光出射面20A2。光入射面20A1的平面形状和光出射面20A2的平面形状例如可以是矩形。图10A所示的这种结构使得从光入射面20A1进入的光束能够通过多次全反射(该多次全反射与入射光的发散角以及杆式积分器20的长度(沿着Z轴方向的长度)相对应)而被虚拟地分割，并且使得分割后的光束随后能够去往光出射面20A2以被多路复用。由此，使得出射光中的面内亮度均匀化。
作为另一种选择，如图10B所示，杆式积分器20例如可以是内表面为镜面的四棱柱状中空体20B。中空体20B具有彼此相对的光入射面(光入射开口)20B1和光出射面(光出射开口)20B2。光入射面20B1的平面形状(开口形状)和光出射面20B2的平面形状(开口形状)例如可以是矩形。图10B所示的这种结构使得从光入射面20B1进入的光束能够通过与入射光的发散角以及杆式积分器20的长度相对应的多次全反射而被虚拟地分割，并且使得分割后的光束随后能够去往光出射面20B2以被多路复用。由此，使得出射光中的面内亮度均匀化。
下面，参照图11A和图11B说明本变形例的杆式积分器20的原理。当未使用杆式积分器20时，入射到会聚透镜13上的激光(L2)被会聚透镜13会聚，该会聚的光随后又会扩散(如图11A所示的激光L100)。相反，当使用杆式积分器20时，激光L2被会聚透镜13会聚，该会聚的光随后进入杆式积分器20。该进入的光在杆式积分器20内部重复进行多次全反射，使得该光被虚拟地分割为多条光线。因此，根据杆式积分器20的光出射面(或开口)的尺寸和形状，这些光线在杆式积分器20的光出射面处被多路复用(如图11B所示的激光L3)。
参照图9C，杆式积分器20被布置为：在平行于其光入射面和光出射面的平面形状中，长边和短边分别沿着X方向和Y方向。通过杆式积分器20进行的多路复用是在沿着杆式积分器20的反射面(壁面)的方向上予以执行的。也就是说，在本变形例中，通过杆式积分器20进行的多路复用的方向为X方向和Y方向。下文中将杆式积分器20的这种布置状态称为杆式积分器20的“基准布置”。
根据第三变形例，柱面透镜11被设置成在激光光源10与杆式积分器20之间且具有倾斜布置。于是，光源出射光L0(沿图8中的光路A行进的光)在柱面透镜11中被旋转，随后从柱面透镜11出射。因此，从柱面透镜11出射之后进入杆式积分器20的光(沿图8中的光路B行进的光)的轴方向DH与杆式积分器20中的多路复用方向变为互不相同，从而能够防止光线沿着相干性最高的轴方向DH而被多路复用。因此，能够获得与上述实施例的效果相当的效果。
第四变形例
根据第四变形例，图12A图示了光源出射光L0在XY平面内的布置状态，而图12B图示了杆式积分器20在XY平面内的布置状态。与上述第三变形例一样，第四变形例在照明装置内的杆式积分器20中对来自激光光源10的出射光进行分割和多路复用。此外，来自杆式积分器20的出射光可作为照明光而用于与上述实施例的结构类似的投影光学系统(即，包括有反射镜14A至14E、透射型液晶面板15R、15G和15B、二向色棱镜16及投影镜头17)。
第四变形例与上述实施例及第三变形例的区别在于：没有设置柱面透镜11，而是光源出射光L0直接进入杆式积分器20。而且，如图12A所示，激光光源10被设置成具有倾斜布置，而如图12B中所示，杆式积分器20被设置成具有基准布置。
以这样的方式，可以不使用柱面透镜11，而让激光光源10本身具有倾斜布置。因此，光源出射光L0中的轴方向DH与杆式积分器20中的多路复用方向变为互不相同，从而使得能够防止光线沿相干性最高的轴方向DH而被多路复用。因此，能够获得与上述第三变形例的效果相当的效果。另外，由于在本变形例中未使用柱面透镜11，因此减少了组件数量从而能够实现更简单的结构。
第五变形例
根据第五变形例，图13A图示了光源出射光L0在XY平面内的布置状态，而图13B图示了杆式积分器20在XY平面内的布置状态。与上述第三变形例一样，第五变形例在照明装置内的杆式积分器20中对来自激光光源10的出射光进行分割和多路复用。此外，来自杆式积分器20的出射光可作为照明光而用于与上述实施例的结构类似的投影光学系统(即，包括有反射镜14A至14E、透射型液晶面板15R、15G和15B、二向色棱镜16以及投影镜头17)。另外，与上述第四变形例一样，第五变形例所具有的布置结构中没有设置柱面透镜11，而是光源出射光L0直接进入杆式积分器20。
在本变形例中，激光光源10具有图13A所示的“基准布置”。另一方面，如图13B所示，杆式积分器20相对于“基准布置”状态倾斜地布置着，使得杆式积分器20的多路复用方向与X方向和Y方向互不相同。也就是说，将杆式积分器20绕着光轴Z0旋转了预定角度。下文中将杆式积分器20的这种布置状态称为杆式积分器20的“倾斜布置”。
以这样的方式，可以不使用柱面透镜11，而让杆式积分器20本身具有倾斜布置。因此，光源出射光L0中的轴方向DH与杆式积分器20中的多路复用方向变得互不相同，从而能够防止光线沿着相干性最高的轴方向DH而被多路复用。因此，能够获得与上述第三变形例和第四变形例的效果相当的效果。
在上述第四变形例和第五变形例中，是将激光光源10和杆式积分器20中的一者设置成具有倾斜布置。但在一种可供选择的实施方式中，也可以同时将激光光源10和杆式积分器20都设置成具有互不相同的倾斜布置。也就是说，激光光源10和杆式积分器20可以被布置为：激光光源10和杆式积分器20分别绕着光轴Z0旋转，使得光源出射光L0中的轴方向DH与杆式积分器20中的多路复用方向各不相同。因此，可以将激光光源10和杆式积分器20布置成使得从激光光源10发射的光束中呈现出光的最高相干性的那个方向与多路复用的方向不同。
第六变形例
图14图示了第六变形例的投影显示装置3(投影型图像显示装置)的整体结构。投影显示装置3包括与上述实施例的投影显示装置1的照明装置类似的照明装置1a。此外，屏幕18以及投影光学系统中的二向色棱镜106和投影镜头17也与上述实施例中的那些部件相似。然而，第六变形例与上述实施例的区别在于：使用反射型液晶面板22R、22G和22B作为投影光学系统中的液晶面板。另外，设有反射镜21A至21G，这些反射镜用于将从照明装置1a发射的照明光分离为三种颜色光并将这些颜色光引导至反射型液晶面板22R、22G和22B中。
反射型液晶面板22R、22G和22B每一者都基于图像信号对来自照明装置1a的照明光进行调制并将它们反射，从而使得由此生成的图像光朝着与光进入侧相同的那侧出射。各反射型液晶面板22R、22G和22B包括反射型液晶元件，该反射型液晶元件可以是硅上液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)或其他合适的反射型液晶器件等。
反射镜21A至21D将照明光分离为红光、绿光和蓝光(颜色的种类和颜色的数量不限于此)，并且将分离后的各种颜色光引导至相应颜色的反射型液晶面板22R、22G或22B中。在反射镜21A至21D中，反射镜21A选择性地反射红光，并且选择性地让绿光和蓝光透过。反射镜21B选择性地反射绿光，并选择性地让蓝光透过。反射镜21E至21G中的每一者选择性地使特定的偏振光(例如S偏振光)透过，并且选择性地反射其他偏振光(例如P偏振光)。在反射型液晶面板22R、22G和22B每一者中，使入射到反射型液晶面板上时的偏振光与从该反射型液晶面板中出射时的偏振光互不相同。更具体地，已经过反射镜21A至21D的颜色光首先从反射镜21E至21G透过。然后，各颜色光分别进入相应的反射型液晶面板22R、22G和22B。接着，由于作为图像光而从反射型液晶面板22R、22G和22B出射的颜色光是与入射到该反射型液晶面板上时的偏振光不同的偏振光，因此所出射的那些颜色光被反射镜21E至21G反射，并且反射后的颜色光随后分别进入二向色棱镜16。
与上述实施例一样，在本变形例的投影显示装置3中，在照明装置1a中，从激光光源10出射的光首先穿过柱面透镜11，随后进入复眼透镜12并在该复眼透镜12中被分割。然后，在复眼透镜中被分割的光在会聚透镜13中被多路复用，并且多路复用后的光作为照明光从会聚透镜13出射。接着，反射镜21A至21G将照明光分离成红光、绿光和蓝光这三种颜色光，然后将这三种颜色光分别引导至进入反射型液晶面板22R、22G和22B中。然后，在反射型液晶面板22R、22G和22B中对这些颜色光进行调制，并且调制后的颜色光作为图像光分别从反射型液晶面板22R、22G和22B出射。接着，在二向色棱镜16中对各种颜色的图像光进行合成。随后，将该合成光通过投影镜头17以放大的方式投射到屏幕18上。于是，实现了图像显示。这里，柱面透镜11被设置成具有倾斜布置。因此，避免了进入复眼透镜12的入射光(沿着图14中光路B行进的光)在复眼透镜12的透镜排列方向上的多路复用，即，避免了沿着入射光相干性最高的轴方向DH的多路复用。所以能够获得与上述实施例的效果相当的效果。
虽然在前文中参照实施例和各变形例以举例的方式对本发明进行了说明，但本发明不限于此，而是可以进行各种各样形式的改动。例如，在上述的实施例和各变形例中，为了使呈现出光的最高相干性的轴方向与多路复用的方向互不相同，将柱面透镜11倾斜地布置在激光光源10与光分割多路复用部件之间。然而，可以设置其他部件来代替柱面透镜11。在一种可供选择的实施方式中，可以布置所谓的“道威棱镜(dove prism)”以使来自激光光源10的出射光的平面形状旋转。在本实施方式中，由于通过道威棱镜使得出射光的偏振方向旋转，因而当将该结构应用于液晶装置时可能会增大光量的损失。偏振方向的旋转可以通过使用波长板来修正，但这可能会因为增多了光学组件和保持组件的数量而导致成本上升。因此，相比于使用道威棱镜的实施方式，在想要更佳的光利用效率和成本时，对使用了液晶面板的显示装置(例如上述实施例和各变形例中的那些显示装置中的任一者)来说应优选使用柱面透镜。
在另一种可供选择的实施方式中，可以在激光光源10与光分割多路复用元件之间设置有反射镜以使光源出射光L0的平面形状旋转。在本实施方式中，利用了下面说明的激光性质来使光源出射光L0的平面形状旋转。参照图15，当使用反射镜30将作为入射光的激光L4朝着点a、b、c和d反射时，该光的平面形状在点“a”方向上和点“b”方向上不会发生旋转(L5)，但该光的平面形状在点“c”方向上和点“d”方向上会发生倾斜或旋转(L6)。因此通过在光路上布置有上述反射镜而使激光的平面形状倾斜，也能够获得与上述的倾斜地布置有柱面透镜11的任一实施例和变形例的效果相当的效果。在本实施方式中，可以使用普通的全反射镜，也可以使用例如偏光镜等特殊的反射镜。
另外，最开始实施例和各变形例分别说明了设有投影光学系统的投影显示装置。然而，最开始实施例和各变形例的照明装置的应用不限于此。上述本发明的原理适用于利用激光作为光源的任何装置。上述原理可应用于(但不限于)例如步进式曝光机(stepper)等曝光系统。
尽管已经根据示例性实施例对本发明进行了说明，但本发明不限于此。本领域的技术人员应当理解，在不背离随附权利要求所限定的本发明范围内，可在上述实施例中进行各种变化。权利要求中的限制语应基于权利要求中所采用的语言从广义上进行解释，而不应当局限于本说明书所述的示例或在本申请的实施过程中的示例，并且这些示例应被视为非排他性的。例如，在本文中，术语“优选地”或“优选的”等不是排他性的，而是意指“优选如此”但不限于此。术语“第一”、“第二”等的使用并非表示任何顺序或重要性，而是使用术语“第一”、“第二”等来让一个元件区别于另一个元件。另外，无论在随附权利要求中是否明确列举出了某个元件或组件，本文中的任何元件或组件都不是旨在无偿贡献给公众。

Claims (25)

1.一种光源，所述光源包括：
光发射器，它沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及
光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
2.根据权利要求1所述的光源，其中，所述光发射器是激光器。
3.根据权利要求2所述的光源，其中，所述激光器是激光器二极管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光源，还包括用于对光进行分割的光学部件。
5.根据权利要求4所述的光源，其中，所述用于对光进行分割的光学部件是复眼透镜。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的光源，还包括位于所述光发射器与所述光多路复用器之间的透镜。
7.根据权利要求6所述的光源，其中，位于所述光发射器与所述光多路复用器之间的所述透镜是柱面透镜。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的光源，其中，所述光多路复用器是会聚透镜。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的光源，其中，所述光多路复用器是杆式光积分器。
10.根据权利要求4所述的光源，其中，所述用于对光进行分割的光学部件是杆式光积分器。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的光源，还包括位于所述光发射器与所述光多路复用器之间的道威棱镜。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的光源，还包括位于所述光发射器与所述光多路复用器之间的反射镜。
13.根据权利要求1所述的光源，包括：
柱面透镜，它位于所述光发射器与所述光多路复用器之间；
作为所述光多路复用器的会聚透镜；以及
复眼透镜，它位于所述柱面透镜与所述会聚透镜之间，
其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性，
所述多路复用轴与所述第三轴相对于彼此成一角度，该角度是0度、90度、180度或270度，并且
所述柱面透镜绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，该角度不是0度、90度、180度和270度。
14.根据权利要求1所述的光源，包括：
作为所述光多路复用器的会聚透镜；以及
复眼透镜，它位于所述光发射器与所述会聚透镜之间，
其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性，并且
所述光发射器绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
15.根据权利要求1所述的光源，包括：
作为所述光多路复用器的会聚透镜；以及
复眼透镜，它位于所述光发射器与所述会聚透镜之间，
其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性，
所述多路复用轴与所述第三轴相对于彼此成一角度，且该角度是0度、90度、180度或270度，并且
所述复眼透镜绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
16.根据权利要求1所述的光源，包括：
柱面透镜，它位于所述光发射器与所述光多路复用器之间；以及
作为所述光多路复用器的杆式光积分器，
其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性，
所述多路复用轴与所述第三轴相对于彼此成一角度，且该角度是0度、90度、180度或270度，并且
所述柱面透镜绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
17.根据权利要求1所述的光源，包括作为所述光多路复用器的杆式光积分器，
其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性，
所述光发射器绕着所述第一轴相对于所述多路复用轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
18.根据权利要求1所述的光源，包括作为所述光多路复用器的杆式光积分器，
其中，所述光发射器被配置成使得沿着所述第一轴发射的所述光束在与所述第一轴垂直的第三轴上具有最高程度的各向异性相干性；并且
所述杆式积分器绕着所述第一轴相对于所述第三轴旋转，使得所述多路复用轴与所述第二轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
19.一种照明装置，其包括光源，所述光源包括：
a)光发射器，它沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及
b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度。
20.一种显示装置，其包括照明装置、光分离器结构和光合成器，
所述照明装置包括：a)光发射器，它沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度，
所述光分离器结构用于把来自所述照明装置的光分离成不同光束，并且，
所述光合成器用于对来自所述光分离器结构的不同光束进行合成。
21.根据权利要求20所述的显示装置，其中，所述光分离器结构包括由反射镜和光阀构成的结构。
22.根据权利要求20所述的显示装置，其中所述光合成器包括二向色棱镜。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的显示装置，其中所述光分离器结构包括由反射镜和反射型液晶面板构成的结构或者由反射镜和透射型液晶面板构成的结构。
24.一种显示投影仪，其包括照明装置、光分离器结构、光合成器和投影镜头，
所述照明装置包括：a)光发射器，它沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度，
所述光分离器结构用于把来自所述照明装置的光分离成不同光束，
所述光合成器用于对来自所述光分离器结构的不同光束进行合成，并且
所述投影镜头用于对来自所述光合成器的光进行调焦。
25.一种投影显示装置，其包括照明装置、光分离器结构、光合成器、投影镜头和显示屏幕，
所述照明装置包括：a)光发射器，它沿着第一轴发射光束，所述光束在与所述第一轴垂直的第二轴上具有最高程度的各向异性相干性；以及b)光多路复用器，它在光学上位于所述光发射器的下游，所述光多路复用器具有与所述第一轴垂直的多路复用轴，所述第二轴与所述多路复用轴相对于彼此成一角度，且该角度不是0度、90度、180度和270度，
所述光分离器结构用于把来自所述照明装置的光分离成不同光束，
所述光合成器用于对来自所述光分离器结构的不同光束进行合成，
所述投影镜头用于对来自所述光合成器的光进行调焦，并且
来自所述投影镜头的光被投射到所述显示屏幕上。
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