CN102393597B - 照明光学系统、以及投影仪 - Google Patents

Abstract

一种照明光学系统，包括：光源装置、光导、反射镜组和透镜组。所述光源装置包括：红光发光装置，发射红光；蓝光发光装置，发射蓝光；以及荧光板，包括绿荧光区和光透射区，其中，所述绿荧光区由所述蓝光激发以发射绿光，并且所述光透射区透射所述蓝光。所述光导中包括二向色层，其中，所述二向色层布置成与所述光导的中心轴以约45度相交，以透射所述蓝光，而反射所述绿光和所述红光。透射通过所述光透射区的所述蓝光入射在所述光导的端面上，并且所述红光和所述绿光入射在所述光导的侧面上。

Description

照明光学系统、以及投影仪

相关申请的交叉引用 

本申请要求2010年6月25日提交的日本专利申请号2010-145483的优先权，于此通过引用并入了其全部内容。 

技术领域

于此描述的实施例涉及照明光学系统、具有该照明光学系统的光源装置、以及具有该光源装置的投影仪。 

背景技术

现今，数据投影仪经常用作用于将个人计算机的显示的图像、视频图像、基于存储在存储卡等中的图像数据产生的图像、以及其它图像投影到屏幕上的图像投影装置。该投影仪通过将从光源发射的光会聚在称作DMD(数字微镜装置)的微镜显示装置上或液晶板上来显示彩色图像。 

随着个人计算机和诸如DVD播放器/记录器的视频装备的流行，投影仪的使用正在扩大，包括商业陈述和家庭使用。尽管先前的投影仪主要采用高亮度放电灯作为光源，在近些年，已经研发或提出了许多采用诸如激光二极管的半导体发光装置作为光源的投影仪。就此而论，如下照明光学系统是已知的：在该照明光学系统中，荧光由激光激发，并且得到的从荧光发射的荧光用作光源光。JP-A-2003-295319公开了一种投影仪，其中当以会聚激光照明荧光时，从荧光发射的非相干光被反射器转换为平行光。 

本申请在现有专利申请中提出了一种光源单元，该光源单元装备有蓝光激光二极管、荧光轮、以及红光发光二极管，在该荧光轮中，设置有荧光发社区和漫射(diffuse)透射区，在该荧光发射区中，在反射表面上形成有绿色荧光层，在该漫射透射区中，设置有具有漫射透射板的开口。在此提议中，从红光发光二极管发射的光用作红光波段的光源光，当绿光荧光层被从蓝光激光二极管发射的光(激发光)照明时，从绿光荧光层发射的 光用作绿光波段的光源光，并且源自蓝光激光二极管并且由漫射透射板漫射透射的光用作蓝光波段的光源光。 

在专利文献1中公开的投影仪中，在当荧光被从激光二极管(激发光源)发射的激发光照明时，从荧光发射的光被反射器转换为平行光的情况下，使得发射光的利用效率高。然而，此投影仪具有的问题是，投影的图像倾向于在屏幕照明中不均匀。 

在投影仪中，蓝光激光由漫射板漫射并投影到屏幕上，能够通过提高漫射板的漫射角来防止照明不均匀。然而，照度绝对值可以被增加的漫射角引起的损失减小。因此，需要能够尽可能有效地捕获漫射光的照明光学系统。 

发明内容

本发明的范例实施例处理以上缺点以及以上未描述的其它缺点。然而，本发明不必克服以上描述的缺点，因此，本发明的范例实施例可以不必克服任意以上描述的缺点。 

于此描述的实施例提供一种照明光学系统，所述照明光学系统包括光导等，并且其中，激光由设置在所述光导中的漫射部件漫射并且能够由光导可靠且更有效地捕获得到的漫射激光。并且所述照明光学系统包括光源装置和投影仪，由于使用诸如照明光学系统，所以它们提高了光利用效率。 

根据本发明的一个或多个示例方面，提供了一种照明光学系统。所述系统包括：光源装置、光导、反射镜组和透镜组。所述光源装置包括：红光发光装置，发射红光；蓝光发光装置，发射蓝光；以及荧光板，包括绿荧光区和光透射区，其中，所述绿荧光区由所述蓝光激发以发射绿光，并且所述光透射区透射所述蓝光。所述光导中包括二向色层，其中，所述二向色层布置成与所述光导的中心轴以约45度相交，以透射所述蓝光，而反射所述绿光和所述红光。所述反射镜组和透镜组将所述红光、所述蓝光以及所述绿光引导至所述光导，使得透射通过所述光透射区的所述蓝光入射在所述光导的端面上，并且所述红光和所述绿光入射在所述光导的侧面上。 

根据本发明的一个或多个示例方面，提供了一种光源装置，包括：红光发光装置，发射红光；蓝光发光装置，发射蓝光；以及荧光板，包括绿 荧光区和光透射区，其中，所述绿荧光区由所述蓝光激发以发射绿光，并且所述光透射区透射所述蓝光；马达，旋转所述荧光板；以及光源控制器，控制所述蓝光发光装置和所述红光发光装置的发光和所述马达的旋转。 

根据本发明的一个或更多示例方面，提供了一种投影仪。所述投影仪包括：光源装置、光导、反射镜组和透镜组、显示装置、光学系统、以及投影仪控制器。所述光源装置包括：红光发光装置，发射红光；蓝光发光装置，发射蓝光；以及荧光板，包括绿荧光区和光透射区，其中，所述绿荧光区由所述蓝光激发以发射绿光，并且所述光透射区透射所述蓝光；马达，旋转所述荧光板；以及光源控制器，控制所述蓝光发光装置和所述红光发光装置的发光和所述马达的旋转。所述光导包括二向色层，其中，所述二向色层布置成与所述光导的中心轴以约45度相交，以透射所述蓝光，而反射所述绿光和所述红光。所述反射镜组和透镜组将所述红光、所述蓝光以及所述绿光引导至所述光导，使得透射通过所述光透射区的所述蓝光入射在所述光导的端面上，并且所述红光和所述绿光入射在所述光导的侧面上。所述显示装置使用从所述光导输出的所述红光、所述蓝光以及所述绿光来生成投影图像。所述光学系统将所述投影图像投影到屏幕上。所述投影仪控制器控制所述光源装置、所述显示装置、以及所述光学系统。 

根据以下描述、附图以及权利要求，本发明的其他方面和优点将是明显的。 

附图说明

将基于以下附图详细描述本发明的范例性实施例，其中： 

图1是示出根据本发明的实施例的投影仪的外观的透视图； 

图2是根据本发明的实施例的投影仪的功能框图； 

图3是示出根据本发明的实施例的投影仪的内部配置的示意性平面视图； 

图4示出了根据本发明的实施例的照明光学系统；以及 

图5A-5D示出了根据本实施例的修改的光导。 

具体实施方式

以下，现在将参照附图描述本发明的范例性实施例。应当注意，本发明的范围不限于示例的范例。 

如图1-4中所示，投影仪10装备有光源装置、显示装置51、投影侧光学系统220、以及投影仪控制器，显示装置51使用来自光源装置的照明光生成投影图像，投影侧光学系统220将由显示装置51生成的投影图像投影到屏幕上，投影仪控制器控制光源装置、显示装置51、以及投影侧光学系统220。 

光源装置装备有作为具有绿光荧光区和光透射区的荧光板的荧光轮101、旋转荧光轮101的轮马达110、蓝光发光装置70、红光发光装置120、以及光源控制电路41(光源控制器)，光源控制电路41控制蓝光发光装置70和红光发光装置120的发光以及轮马达110的旋转。光源装置还装备有由引导光学系统170和光源侧光学系统140构成的照明光学系统，光源侧光学系统140借助于多个反射镜(mirror)、透镜组等来将荧光轮101的绿光荧光区被从蓝光发光装置70发射的光照明时由绿光荧光区生成的荧光、已通过荧光轮101的光透射区的透射光、以及从红光发光装置120发射的光引导至光导175。在荧光轮101中，绿光荧光区和光透射区布置在圆周方向上。 

照明光学系统包括光源侧光学系统140，光源侧光学系统140使得已经通过荧光轮101的光透射区的光照射(shine)在光导175的端表面上，并使得从红光发光装置120发射的光和从荧光轮101的绿光荧光区发射的光照射在光导175的侧表面上，并且光导175具有二向色镜175c。光导175的被已经通过光透射区的光照射的端表面设置有漫射板175a(漫射部件)。二向色镜175c(二向色层)设置在光导175里面。光导175的主体成形为例如矩形棱镜。二向色镜175c透射蓝光，并反射绿光和红光，并且设置成与光导175的中心轴以45°相交。 

光导175在漫射板175a附近渐缩成截平的矩形棱锥形状，并且因此漫射板175a的面积小于光导175的矩形棱镜形状的主体的横截面(lateral cross section)。 

光导175可以配置成使得其截平部分为渐缩玻璃棒175b或斜壁，斜壁为四个平板镜，并且光导的主体包括两个玻璃杆175d，两个玻璃杆的与中 心轴以45°相交的斜面彼此接触。 

光导175的主体的侧壁可以是四个平板镜。一个平板镜在位于与主体的中心轴垂直相交并与二向色镜175c在二向色镜175c中心以45°相交的线上的位置处具有开口。 

二向色镜175c可以形成于玻璃棱镜的一个表面上，玻璃棱镜设置于镜隧道中，镜隧道的侧壁为四个平板镜。 

蓝光发光装置70的蓝光光源71为激光二极管，并且红光发光装置120的红光发光元件121为发光二极管。 

以下将参照附图详细描述本发明的实施例。图1是示出投影仪10的外观的透视图。在实施例中，投影仪10的右侧和左侧相对于投影方向定义，并且其前侧定义为屏幕侧，即光传播目的地侧(后侧与前侧相反)。 

如图1中所示，投影仪10大体成形为矩形平行六面体。投影仪10具有透镜盖19，用于覆盖为投影仪壳体的前侧板的前面板12的左边的投影孔。穿过前面板12形成多个空气入口18。投影仪10装备有Ir接收器(图1中未示出)，用于接收来自远程控制器的控制信号。 

壳体的顶面板11设置有键/指示器单元37，其包括电源开关键、指示电源开或关的电源指示器、用于在投影仪开和关状态之间切换的投影切换键、指示光源单元的过热的过热指示器、显示装置、控制电路等，以及其它键和指示器。 

壳体的后面板设置有输入/输出连接器，输入/输出连接器具有：用于输入图像信号的D-SUB端子、S端子、RCA端子等等；USB端子；以及诸如电源适配器插座的各种端子20。穿过后面板形成多个空气入口18。穿过壳体的右手侧面板(未示出)和左手侧面板15(侧板；见图1)形成多个空气出口17。空气入口18穿过左手侧面板15的靠近后面板的角部分形成。 

接下来，将参照图2的框图描述投影仪10的投影仪控制器10。投影仪控制器包括控制器38、输入/输出接口22、图像转换器23、显示编码器24、显示驱动器26等。从输入/输出连接器21输入的任何各种标准的图像信号经由输入/输出接口22和系统总线(SB)供应至图像转换器23，在此，图像信号被转换为具有适合于显示的规定的统一格式的图像信号。得到的图像信号输出至显示编码器24。 

显示编码器24在视频RAM 25中发展并存储接收的图像信号，基于存储在视频RAM 25中的信息生成视频信号，并将生成的视频信号输出至显示驱动器26。 

用作显示装置控制器的显示驱动器26根据从显示编码器24输出的视频信号以合适的帧速率驱动显示装置51(空间光调制器(SOM))。从光源单元60发出的光束，即由光源单元60的光源侧光学系统140会聚于规定表面上的光束经由引导光学系统170施加至显示装置51，由此由显示装置51的反射光形成光学图像。光学图像被经由投影侧光学系统220(以后描述)投影到屏幕(未示出)上。投影侧光学系统220的活动透镜组235由透镜马达45驱动用于变焦调节和聚焦调节。 

图像压缩扩展器31执行对通过ADCT、Huffman编码等来压缩图像信号的亮度信号和颜色差异信号的处理的记录，并顺次将得到的数据写入存储器卡32(可拆卸记录介质)。在再现模式中，图像压缩扩展器31还执行如下处理：从存储器卡32读取图像数据，在例如逐帧的基础上扩展构成运动图像的单独(individual)图像数据，并经由图像转换器23将得到的图像数据输出至显示编码器24，使得能够基于存储在存储器卡32中的图像数据来显示运动图像。 

控制投影仪10的单独电路的操作的控制器38包括CPU、ROM、RAM、以及其它元件，ROM以固定方式存储有包括各种设定的操作程序，RAM用作工作存储器。 

由设置在壳体的顶面板11上并包括主键、指示器等的键/指示器单元37生成的操作信号直接发送至控制器38。由远程控制器生成的键操作信号由Ir接收器35接收并由Ir处理器36解调，且得到的代码信号输出至控制38。 

音频处理器47经由系统总线(SB)连接至控制器38。音频处理器47装备有诸如PCM声源的声源电路，并将音频数据转换成模拟信号并驱动扬声器48，以在投影模式中和再现模式中输出放大的声音。 

控制器38控制光源控制电路41(光源控制器)。光源控制电路41单独控制蓝光发光装置70的光源71的光发射和红光发光装置120的发光元件121的光发射，使得从光源60发射在图像生成期间所需的规定波段的光源 光。光源控制电路41控制轮马达110旋转驱动荧光发光装置的荧光轮101。 

此外，控制器38使得冷却扇驱动控制电路43使用设置在光源单元60等中的多个温度传感器来探测温度，并根据温度探测结果来单独控制多个冷却扇的旋转速度。另外，控制器38使得冷却扇驱动控制电路43使冷却扇甚至在使用定时器等对投影仪主体断电后也继续旋转，或例如使得冷却扇驱动控制电路43根据温度传感器的温度探测结果来对投影仪主体进行断电。 

接下来，现在将描述投影仪10的内部配置。图3是示出投影仪10的内部配置的示意性平面视图。如图3中所示，在投影仪10中，控制电路板241设置在右手侧面板14附近。控制电路板241安装有电源电路块、光源控制块等。光源单元60设置在控制电路板241旁边，即大约在投影仪壳体的中心。光学系统单元160设置于光源单元60和左手侧板15之间。根据实施例的照明光学系统是光源装置光学系统，该系统包括红光发光装置120、蓝光发光装置70、具有绿光荧光区和光透射区的荧光轮101、以及具有二向色镜175c的光导175。照明光学系统还具有将三种光引导至光导175的反射镜和透镜组，三种光即从红光发光装置120发射的光、源自蓝光发光装置70并已通过荧光轮101的光透射区的光、以及当荧光轮101的绿光荧光区被以从蓝光发光装置70发射的激发光照明时从绿光荧光区发射的光。照明光学系统使得已经通过荧光轮101的光透射区的光入射到光导175的端面上，并使得从红光发光装置120发射的光和从荧光轮101的绿光荧光区发射的光入射到光导175的侧面上。大体为矩形棱镜形状的光导175在一端具有漫射板175并且在内部具有二向色镜175c。二向色镜175c透射蓝光，而反射绿光和红光，并且设置成与光导175的中心轴以45°相交。 

光源单元60装备有：蓝光发光装置70，大约设置于在后面板13附近的左右方向上的投影仪壳体的中心；荧光发光装置100，设置于前面板12附近从蓝光发光装置70发射的光束的光轴上；红光发光装置120，设置于蓝光发光装置70和荧光发光装置100之间；以及光源侧光学系统140，将从荧光发光装置100发射的绿荧光和从红光发光装置120发射的光施加(会聚)至光导175的侧面(上)，使得它们共享相同的光轴，并将源自蓝光发光装置70并已经通过荧光发光装置100的光施加至光导175的端面。 

蓝光发光装置70装备有：包括多个蓝光源71的光源组；多个反射镜75；会聚透镜78；热沉81、以及其它元件，多个蓝光源71布置成使得它们的光轴平行于后面板13，多个反射镜75将从相应的蓝光源71发射的光束的光轴的方向往朝向前面板12的方向改变90°，会聚透镜78对分别从蓝光源71发射并由反射镜75反射的光束进行会聚，热沉81设置于蓝光源71和右手侧面板14之间。 

在光源组中，蓝光源71(蓝光激光二极管)布置成矩阵形式。准直器透镜73将从每个蓝光源71发射的光转换成平行光以增强其方向性，并且准直器透镜73设置于蓝光源71的光轴上。反射镜75阶梯式地布置，使得将从蓝光源71发射的光束朝向会聚透镜78反射，同时降低它们的间隔并由此减小从光源组输出的合成光束的水平横截面。 

冷却扇261设置于热沉81和后面板13之间。蓝光源71由冷却扇261和热沉81冷却。另一冷却扇261设置于反射镜75和后面板13之间，并冷却反射镜75和会聚透镜78。 

荧光发光装置100装备有荧光轮101、轮马达110、会聚透镜组111、以及会聚透镜115，荧光轮101平行于前面板12设置，即垂直于从蓝光发光装置70发射的光的光轴设置，轮马达110旋转地驱动荧光轮101，会聚透镜组111将从蓝光发光装置70发射的光束会聚到荧光轮101上并将从荧光轮101发射的光束朝向后面板13会聚，会聚透镜115将从荧光轮101输出的光束朝向前面板12会聚。 

在荧光轮101中，绿荧光发光区和光透射区布置在圆周方向上，绿荧光发光区在被从蓝光发光装置70发射的激发光照明时发射绿光波段的荧光，光透射区透射从蓝光发光装置70发射的光。绿荧光发光区中使用的基底(base)部件由诸如铜或铝的金属制成，并且基底部件的后面板13侧表面是银蒸气等涂覆的反射镜。绿荧光层形成于涂覆的反射镜表面上。 

从蓝光发光装置70发射并照射在荧光轮101的绿荧光层上的光激发绿荧光层的绿荧光。从绿荧光至所有方向发射的荧光在直接朝向后面板13行进后或在由荧光轮101的表面反射并朝向后面板13输出后进入会聚透镜组111。从蓝光发光装置70发射并照射在荧光轮101的光透射区上的光作为透射光进入会聚透镜115。冷却扇261设置于轮马达110和前面板12之间， 并且冷却荧光发光装置100等。 

红光发光装置120是装备有红光发光元件121和会聚透镜组125的单色发光装置，红光发光元件121设置成使得其光轴垂直于蓝光发光装置70的光轴，会聚透镜组125对从红光发光元件121发射的光进行会聚。红光发光元件121是红光发光二极管。红光发光装置120设置成使得其光轴与从蓝光发光装置70发射的光以及从荧光轮101发射的绿光波段光的光轴相交。红光发光装置120装备有热沉130，热沉130设置于红光发光元件121的右手面板14侧上。冷却扇261设置于热沉130和前面板12之间，并冷却红光发光元件121。 

光源侧光学系统140包括会聚透镜、以及反射镜和二向色镜、以及其它元件，会聚透镜会聚红光、绿光、以及蓝光波段的光束，反射镜和二向色镜改变红光、绿光、以及蓝光波段的光束的光轴的方向，以便例如平衡那些光轴的部分。更具体地，第一二向色镜141设置于从蓝光发光装置70发射的蓝光波段光、从荧光轮101发射的绿光波段光、以及从红光发光装置120发射的红光波段光彼此相交的位置。第一二向色镜141透射蓝光波段光和红光波段光，并反射绿光波段光以将其光轴的方向朝向左手侧面板15改变90°。 

第一二向色镜141从而能够平衡(equalize)红光波段光和绿光波段光的光轴，并在红光波段光和绿光波段光由透镜会聚时通过光导175的侧面将它们输入至光导175。 

第一反射镜143设置于已经通过荧光轮101的蓝光激光的光轴上，即在会聚透镜115和前面板12之间。第一反射镜143通过反射蓝光激光而将蓝光激光的光轴的方向朝向左手面板15改变90°。第二反射镜145设置于光学系统单元160附近，在由第一反射镜143反射的蓝光激光的光轴上。第二反射镜145将蓝光激光的光轴的方向朝向后面板13改变90°。由第二反射镜145反射的蓝光激光照射在用作光导175的入射面的漫射板175a上。因为已经通过荧光轮101的蓝光激光进入会聚透镜115，而不会被漫射，所以能够使得会聚透镜115、第一反射镜143、以及第二反射镜145的面积小并比蓝光激光由荧光轮漫射透射的常规情况更紧凑。 

二向色镜175c设置在光导175内部的在已经通过第一二向色镜141的 红光波段光的光轴、由第一二向色镜141反射的绿光波段光的光轴、以及由第二反射镜145反射的蓝光激光的光轴彼此相交的位置。二向色经175c透射蓝光波段光，并反射红光波段光和绿光波段光，将红光波段光和绿光波段光的光轴的方向朝向后面板13改变90°。会聚透镜设置于以上二向色镜和反射镜之间。 

大体为括弧形状的光源单元160包括三个块，即照明侧块161、图像形成块165、和投影侧块168，照明块161设置在蓝光发光装置70的左侧上，图像形成块165设置在后面板13和左手侧面板15彼此相交的位置附近，投影侧块168设置在光源侧光学系统140和左手侧面板15之间。 

照明侧块161具有引导光学系统170的部分，其将从光源单元60发射的光源光引导至图像形成块165的显示装置51。引导光学系统170的该部分属于照明侧块161并包括光导175、光轴转换镜181以及其它元件，光导175将从光源单元60发射的光束转换成具有均匀强度分布的光束，光轴转换镜181将从光导175发射的光束的光轴的方向朝向图像形成块165改变。 

图像形成块165包括引导光学系统170的其它部分，即会聚透镜183和照明镜185，会聚透镜183将由光轴转换镜181反射的光源光会聚在显示装置51上，照明镜185使得已经通过会聚透镜183的光束以规定角度照射在显示装置51上。图像形成块165还具有为DMD的显示装置51。热沉190设置于显示装置51和后面板13之间，并冷却显示装置51。会聚透镜195为投影侧光学系统220的元件并设置在显示装置51的前面在显示装置51附近。 

投影侧块168具有对显示装置51反射的光进行投影的投影侧光学系统220的透镜组。投影侧光学系统220的透镜组包括固定透镜组225和活动透镜组235，固定透镜组225容纳于固定透镜桶中，活动透镜组235容纳于活动透镜桶中，并且由此用作具有变焦功能的可变焦距透镜。通过由透镜马达45移动活动透镜组235来实现变焦调节和聚焦调节。 

在具有以上配置的投影仪10中，使得蓝光发光装置70和红光发光装置120在荧光轮101被旋转时，在不同时间点发射光束。结果，红光波段光、绿光波段光、以及蓝光波段光被经由光源侧光学系统140提供给光导175并顺次经由引导光学系统170照射在显示装置51上。显示装置51 (DMD)根据数据以时分方式显示相应颜色的图像，由此在屏幕上生成彩色图像。 

以下将参照图4详细描述照明光学系统。照明光学系统的光导175的主体由两个玻璃杆175d形成。光导175具有在一端的入射面175e和在另一端的出射面175g，并且具有侧入射部分175f。漫射板175a放置在光导板175的该端以用作入射面175e。蓝光波段光由漫射板175漫射并从出射面175g输出。红光波段光和绿光波段光通过侧入射部分175f输入，由设置在光导175内部的二向色镜175c反射，并从出射面175g输出。 

因为已经通过荧光轮101的光透射区的蓝光激光直到照射在光导175的漫射板175a上时才被漫射，所以能够使得光导175的入射面175e的面积小。光导175的邻近入射面175e的部分为渐缩部分，该渐缩部分成形为例如三棱锥，即截平的玻璃杆175b。包括侧入射部分175f的该部分是成形为例如矩形棱镜的主体。渐缩部分可以由为四个平板镜的斜壁形成，代替渐缩玻璃杆175b。 

因为蓝光激光直到照射在光导175的漫射板175a上时才被漫射，所以能够使得蓝光激光通过荧光轮101的光透射区后照射的第一反射镜143和第二反射镜145的面积小。 

通过涂覆两个玻璃杆175d的接合到一起的斜接合面之一来形成设置在光导175内部的二向色镜175c。同样，光导175通过设置有漫射板175a的锥形玻璃杆175b和两个玻璃杆175d形成，二向色镜175c形成于两个玻璃杆175d之间。 

如上述，因为漫射板175a用作光导175的入射面175e，所以不必将蓝光激光会聚在荧光轮101的光透射区附近。因此，已通过荧光轮101的所有蓝光输入至光导175，并且因此能够提高蓝光波段光的利用效率。光导175具有邻近入射面175e的锥形玻璃杆175b，以缩小漫射的蓝光波段光的漫射角，其对提高光利用效率也起作用。此外，因为光导175中的蓝光波段光的光路长度比红光波段光和绿光波段光的光路长度长，所以能够抑制屏幕照度的不均匀。 

光导175的主体包括两个玻璃杆175d，每一个玻璃杆成形为例如矩形棱镜，并且绿光和红光施加至一个玻璃杆175d的侧面，以便照射在二向色 镜175c上。绿光和红光均由二向色镜175c反射，在被全反射时，传播通过一个玻璃杆175d，并且从出射面175g输出。 

接下来，将参照图5A-5D描述光导175的修改例，其中，使用光遂(light tunnel)175d代替玻璃杆175d。图5A是根据使用玻璃杆175d的以上实施例的光导175的截面图。图5B-5D是均使用光遂175h的光导175的截面图。 

如图5B-5D中所示，能够由包括四个平板镜(侧壁)的光遂175h替换光导175的玻璃杆175d(主体)(见图5A)。在此情况下，光导175包括渐缩玻璃杆175b、二向色镜175c、以及光遂175h。在图5B的修改例中，通过在位于与光导175的主体的中心线在二向色镜175c的中心处垂直相交(与二向色镜175c以45°相交)的线上的位置处形成穿过平板镜的开口来形成入射部分175f。绿光和红光均施加至光遂175h的开口，进入光遂175h，并照射在二向色镜175c上。在被二向色镜175c反射后，在被平板镜反射时，绿光和红光均传播通过光遂175h，并从出射孔175g输出。 

如图5C和5D中所示，光导175的光遂175h可以并入有通过倾斜切割矩形棱镜形状的玻璃部件的端部以产生斜面而获得的玻璃棱镜。涂覆斜面以形成二向色镜175c。在此情况下，光导175包括渐缩玻璃杆175b、形成于玻璃棱镜上的二向色镜175c、以及光遂175h。通过在位于与光导175的主体的中心线在二向色镜175c的中心处垂直相交(与二向色镜175c以45°相交)的线上的位置处形成穿过平板镜的开口来形成入射部分175f。绿光和红光均施加至板状镜的开口，并照射在二向色镜175c上。在被二向色镜175c反射后，在被平板镜反射时，绿光和红光均传播通过光遂175h，并从出射孔175g输出。玻璃棱镜可以设置在光导175中的漫射板175a侧上(见图5C)或出射孔175g侧上(见图5D)。 

在图5A-5D中所示的光导175中，渐缩部分是玻璃杆。替代地，渐缩部分可以是通过连接为梯形平板的四个镜的斜侧形成的空心的截平的矩形棱锥结构。 

无论玻璃杆175d和光遂175h中的哪一个用于形成光导175，因为蓝光激光由用作光导175的入射面175e的漫射板175a漫射并且得到的漫射蓝光激光的漫射角由渐缩玻璃杆175b缩小，由此能够增大蓝光波段光的利用效率并且能够抑制照度不均匀性。 

如上述，根据本发明，从发光装置和荧光发射的光束能够被反射镜和透镜组有效地引导至光导175。并且能够通过照明光学系统提高光利用效率，其中，激光由设置在光导175中的漫射板175a(漫射部件)漫射，并且得到的漫射激光能够由光导175可靠并更有效地捕获。 

在根据本发明的照明光学系统中，蓝光发光装置70具有激光二极管且红光发光装置120具有发光二极管。使得已经通过荧光轮101的光透射区的光沿光导175的中心轴照射在光导175的漫射板175a上。使得从红光发光装置120发射的光和从绿荧光区发射的光沿公共光轴照射在光导175的侧面上并且然后照射在二向色镜175c上。从而能够提高蓝光波段光的利用效率。 

在根据本发明的照明光学系统中，光导175的邻近漫射板175a的部分是具有截平矩形棱锥形状的渐缩部分，由此漫射板175a的面积小于光导175的矩形棱镜形状的主体的横截面。结果，能够使得蓝光波段光的光路长度长并且因此能够抑制照度不均匀性。 

在根据本发明的照明光学系统中，光导175的主体是两个玻璃杆，该两个玻璃杆的与光导175的中心轴以45°相交的斜面彼此接触。通过涂覆斜面之一能够在该斜面上形成二向色镜表面。不需要专用的二向色镜，并且因此能够减小元件的数量。 

在根据本发明的照明光学系统中，光导175的主体可以是包括四个平板镜(侧壁)的光遂175h。这对减小元件成本和重量起作用。 

在根据本发明的照明光学系统中，荧光轮101具有布置在圆周方向上的绿荧光区和光透射区。使得从蓝光发光装置70(激光二极管)发射的光通过荧光轮101的光透射区，并且将得到的高方向性激光施加至用作光导175的入射面175e的漫射板175a。因此，能够可靠并更有效地捕获蓝光波段光。 

根据本发明的光源能够提高光利用效率，因为其装备的照明光学系统中，激光被设置在光导175中的漫射板175a漫射并且能够更有效地捕获得到的漫射激光。 

根据本发明的投影仪10能够提高光利用效率，因为其装备的光源装置中，激光被设置在光导175中的漫射板175a漫射并且能够可靠并更有效地 捕获得到的漫射激光。 

本发明不限于以上实施例，并且能够不脱离本发明的精神和范围自由地作出各种修改和改进。例如，本发明也能够应用于以下投影仪。仅从蓝光发光装置70发射的激发光用作光源光。在荧光轮101中，绿荧光发光区、光透射区、以及红荧光发光区布置在圆周方向上，绿荧光发光区在接收从蓝光发光装置70发射的光作为激发光时，发射绿光波段的荧光，光透射区透射从蓝光发光装置70发射的光，红荧光发光区在接收从蓝光发光装置70发射的光作为激发光时，发射红光波段的荧光。从而使用从蓝光发光装置70发射的光生成红光波段光、绿光波段光、以及蓝光波段光。 

虽然已经参照本发明的某些范例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，可以不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围作出各种形式和细节的改变。因此，其目的是在权利要求中覆盖落入本发明的真实精神和范围的所有该改变和修改。 

Claims (10)

1.一种照明光学系统，包括：

光源装置，包括：

红光发光装置，发射红光；

蓝光发光装置，发射蓝光；以及

荧光板，包括绿荧光区和光透射区，其中，所述绿荧光区由所述蓝光激发以发射绿光，并且所述光透射区透射所述蓝光；

光导，所述光导中包括二向色层，其中，所述二向色层布置成与所述光导的中心轴以约45度相交，以透射所述蓝光，而反射所述绿光和所述红光；

反射镜组和透镜组，将所述红光、所述蓝光以及所述绿光引导至所述光导，使得透射通过所述光透射区的所述蓝光入射在所述光导的端面上，并且所述红光和所述绿光入射在所述光导的侧面上。

2.如权利要求1所述的照明光学系统，

其中，所述蓝光发光装置是蓝光激光二极管，

其中，所述红光发光装置是红光发光二极管，

其中，漫射部件设置在所述光导的所述端面上，

其中，由所述光透射区透射的所述蓝光入射在所述漫射部件上，在所述光导中沿所述光导的所述中心轴传播，并且然后由所述二向色层透射，并且

其中，所述红光和所述绿光入射在所述光导的所述侧面上，使得所述红光的光轴对应于所述绿光的光轴，然后所述红光和所述绿光由所述二向色层反射。

3.如权利要求2所述的照明光学系统，

其中，所述光导具有：

以矩形棱镜形状形成的主体；以及

以截平的矩形棱锥形状形成的渐缩部分，所述渐缩部分邻近所述漫射部件，

其中，当从所述光导的端面观察时，所述主体的横截面面积大于所述漫射部件的横截面面积。

4.如权利要求3所述的照明光学系统，

其中，所述渐缩部分由第一玻璃杆形成，并且

其中，所述主体由第二玻璃杆和第三玻璃杆形成，其中，所述第二玻璃杆和所述第三玻璃杆的各自的斜面与所述中心轴以约45度相交并且彼此接触。

5.如权利要求3所述的照明光学系统，

其中，所述渐缩部分由四个平板镜形成，其中，所述四个平板镜用作所述渐缩部分的斜侧壁，并且

其中，所述主体由两个玻璃杆形成，其中，所述玻璃杆的各自的斜面与所述中心轴以约45度相交并且彼此接触。

6.如权利要求3所述的照明光学系统，

其中，所述渐缩部分由玻璃杆形成，并且

其中，所述主体的侧壁由四个平板镜形成，并且

其中，在位于与所述主体的中心线正交并与所述二向色镜以约45度在所述二向色镜的中心处相交的线上的位置处穿过所述平板镜之一形成开口。

7.如权利要求3所述的照明光学系统，

其中，所述渐缩部分由第一组四个平板镜形成，其中，所述第一组四个平板镜用作所述渐缩部分的斜侧壁，并且

其中，所述主体的侧壁由第二组四个平板镜形成，并且

其中，在位于与所述主体的中心线正交并与所述二向色镜以约45度在所述二向色镜的中心处相交的线上的位置处穿过所述第二组四个平板镜的平板镜之一形成开口。

8.如权利要求3所述的照明光学系统，

其中，在由形成所述主体的侧壁的四个平板镜形成的镜遂道中设置玻璃棱镜，并且

其中，所述二向色层形成于所述玻璃棱镜的斜面上。

9.如权利要求1所述的照明光学系统，其中，所述光源装置具有：

马达，旋转所述荧光板；以及

光源控制器，控制所述蓝光发光装置和所述红光发光装置的发光和所述马达的旋转。

10.一种投影仪，包括：

光源装置，包括：

红光发光装置，发射红光；

蓝光发光装置，发射蓝光；以及

荧光板，包括绿荧光区和光透射区，其中，所述绿荧光区由所述蓝光激发以发射绿光，并且所述光透射区透射所述蓝光；

马达，旋转所述荧光板；以及

光源控制器，控制所述蓝光发光装置和所述红光发光装置的发光和所述马达的旋转；

光导，所述光导中包括二向色层，其中，所述二向色层布置成与所述光导的中心轴以约45度相交，以透射所述蓝光，而反射所述绿光和所述红光；

反射镜组和透镜组，将所述红光、所述蓝光以及所述绿光引导至所述光导，使得透射通过所述光透射区的所述蓝光入射在所述光导的端面上，并且所述红光和所述绿光入射在所述光导的侧面上；

显示装置，使用从所述光导输出的所述红光、所述蓝光以及所述绿光来生成投影图像；

光学系统，将所述投影图像投影到屏幕上；以及

投影仪控制器，控制所述光源装置、所述显示装置、以及所述光学系统。