CN102879987A - 照明装置与显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置和包括该照明装置的显示器。所述照明装置包括：光源部，其包括激光源；光路分支装置，其通过把从所述光源部入射的光分支到出射光路和其它光路中来输出所述光，所述出射光路用于照明光；光探测器，其接收在所述其它光路上传播的光通量；控制部，其基于所述光探测器接收的光通量的量对所述激光源的发光量进行控制；和光量分布控制装置，其在所述其它光路上布置于所述光路分支装置与所述光探测器之间，所述光量分布控制装置对入射到所述光探测器上的光通量中的光量分布进行控制。根据本发明，提高了照明装置和显示器的发光量的控制精度，并减少了照明光的光量变化。

Description

照明装置与显示器
相关申请的交叉参考
本申请包含与2011年7月12日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-153485所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及发出包括激光束在内的光的照明装置以及通过利用该照明装置来显示图像的显示器。
背景技术
通常，作为投影仪(投影型显示器)的一个主要部件的光学组件具有照明光学系统(照明装置)和投影光学系统。照明光学系统包括光源，投影光学系统包括光调制装置。在这类投影仪的领域中，近年来，被称为“微型投影仪”的小型(掌上型)轻量便携式投影仪受到普及。在该微型投影仪中，主要使用发光二级管(LED)作为照明装置的光源。
同时，最近，激光器作为照明装置的新型光源已受到了关注。例如，随着高输出的蓝色半导体激光器和红色半导体激光器的商品化，绿色半导体激光器也已经取得进展并且即将达到实用水平。在此背景下，提出了使用红(R)、绿(G)和蓝(B)三原色的单色激光器(半导体激光器)的投影仪作为照明装置的光源。使用单色激光器作为光源使得能够获得色彩再现范围宽且耗电低的投影仪。
此外，近年来，一直期望改进便携式投影仪的尺寸(小型化)和亮度。这是因为现有的小型半导体激光器尽管被认为其输出高，但是亮度往往不够。因此，具有更高输出的半导体激光器的发展受到大力推进。
在上述使用激光器作为光源的投影仪中，已经提出了通过使用光探测器(光感应装置)来监控一部分照明光的投影仪(例如，参见日本第2001-343703号未审查专利申请)。关于半导体激光器，例如，其特性通常随着温度变化和老化退化等而发生变化。因此，需要对馈送到半导体激光器的电流进行校正，以实现期望的显示亮度(明亮度)。因此，在一种用于此类校正的技术中，在投影仪的光学系统中布置有光探测器，并监控部分激光束(照明光)来检测光量，从而将发出光量控制为保持恒定。
然而，当如上所述监控来自激光源的部分出射光束(照明光)时，在某些情况下不容易对光量分布的温度变化产生响应，这使得难以进行准确的光控制。因此，期望提出这样一种技术：在监控来自作为光源的激光器的一部分照明光时，减小由激光束的光量分布的温度变化导致的照明光量变动。
发明内容
鉴于上述问题，期望提供一种能够减小照明光的量的变动的照明装置和显示器。
本发明实施例提供了一种照明装置。所述照明装置包括：光源部，其包括激光源；光路分支装置，其通过把从所述光源部入射的光分支到出射光路和其它光路中来输出所述光，所述出射光路用于照明光；光探测器，其接收在所述其它光路上传播的光通量；控制部，其基于所述光探测器接收的所述光通量的量对所述激光源的发光量进行控制；和光量分布控制装置，其在所述其它光路上布置于所述光路分支装置与所述光探测器之间，所述光量分布控制装置对入射到所述光探测器上的光通量中的光量分布进行控制。
本发明的实施例提供了一种显示器，所述显示器包括：上述实施例的照明装置，其发出照明光；和光调制装置，其基于图像信号调制所述照明光。
在本发明的上述实施例的照明装置和显示器中，从光源部入射到光路分支装置上的光被分支到用于照明光的出射光路以及其它光路中，并且输出经分支的光。光探测器接收在其它光路上传播的光通量，并且基于所接收的光通量来控制激光源的发光量。这里，在其它光路上布置于光路分支装置与光探测器之间的光量分布控制装置控制入射到光探测器上的光通量中的光量分布。由此，即使在从激光源发出的激光束中的光量分布随着温度发生变化时，入射到光探测器上的光通量中的光量分布变得仍不容易发生变化。因此，提高了激光源的发光量的控制精度。
根据本发明的上述实施例中的照明装置和显示器，光量分布控制装置在与照明光的出射光路不同的其它光路上布置于光路分支装置与光探测器之间。光量分布控制装置控制入射到光探测器上的光通量中的光量分布。因此，在激光束的光量分布随着温度发生变化的情况下，提高了激光源的发光量的控制精度。因此，减少了照明光的光量变化。
需要理解的是，上面的一般说明和下文中的详细说明都是示例性的，并且旨在为权利要求书中所限定的技术提供进一步的说明。
附图说明
包含的附图提供了对本发明的进一步的理解，并且被并入本说明书中成为本说明书的一部分。附图表示实施例并且与说明书一起解释了本发明的原理。
图1表示本发明第一实施例的显示器的总体构造。
图2A和图2B表示激光束中的理想光量分布的示例。
图3A和图3B表示激光束中实际光量分布的示例。
图4表示比较例的显示器的总体构造。
图5表示图4所示的光探测器的受光面与入射光通量之间的关系的示例。
图6A和图6B表示图5所示的入射光通量的光量分布的示例。
图7A至图7C分别表示图6所示的入射光通量的光量分布中的温度特性的示例。
图8A和图8B分别表示入射在比较例和实施例1的光探测器上的光通量中的各光束的光路示例。
图9A和图9B分别表示入射在比较例和实施例1的光探测器上的光通量的光量分布的示例。
图10表示本发明第二实施例的显示器的总体构造。
图11A和图11B分别表示入射到实施例2的光探测器上的光通量中的各光束的光路示例以及入射到该光探测器上的光通量的光量分布的示例。
图12A和图12B分别表示入射到比较例和实施例2的光探测器上的光通量中的旁瓣光(side lobe light)的光路示例。
图13A和图13B分别表示比较例和实施例2的光探测器上的旁瓣光的光量分布的示例。
图14表示本发明第三实施例的显示器的总体构造。
图15A和图15B分别表示激光束的P偏振光成分中的光量分布的示例以及激光束的S偏振光成分中的光量分布的示例。
图16表示在照明光和传播到光探测器的光(入射光通量)中每者中的各个偏振成分的光量的示例。
图17表示在从激光器发出的光中的各偏振成分的光量的温度变化的示例。
图18表示本发明第四实施例的显示器的总体构造。
图19表示在图18示出的反射透射膜中各偏振成分的反射和透射特性的示例。
图20表示本发明第五实施例的显示器的总体构造。
图21的(A)~(D)部分表示实施例3中照明光和传播到光探测器的光中每者中的各偏振成分的光量。
图22的(A)~(D)部分表示实施例3中照明光和传播到光探测器的光中每者中的光量的温度特性。
图23的(A)~(C)部分表示实施例3中照明光和传播到光探测器的光中每者中的光量的温度变化率(即，相对温度的变化率)。
图24是表示实施例3中光量的温度变化率与二向色棱镜相对P偏振光成分的反射率之间的关系的特性图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的实施例。注意，说明是按照下面的顺序进行的。
1.第一实施例(使用耦合透镜(coupling lens)作为光量分布控制装置的示例)
2.第二实施例(使用散光装置(diffusion device)作为光量分布控制装置的示例)
3.第三实施例(设置有用于对传播到光探测器的光的偏振成分进行控制的偏光装置的示例)
4.第四实施例(调整二向色棱镜的反射透射膜的特性的示例1)
5.第五实施例(调整二向色棱镜的反射透射膜的特性的示例2)
6.变形例
1.第一实施例
显示器3的构造
图1表示本发明第一实施例的显示器(显示器3)的总体构造。显示器3是将图像(图像光)投影到屏幕30(投影表面)上的投影型显示器。显示器3包括照明装置1和光学系统(显示光学系统)，所述光学系统通过利用来自照明装置1的照明光进行图像显示。
照明装置1
照明装置1包括红色激光器11R、绿色激光器11G、蓝色激光器11B,耦合透镜12R、12G和12B、二向色棱镜131和132、光学装置14、准直透镜151、复眼透镜152和聚光透镜153。照明装置1还包括耦合透镜12、光探测器(光感应装置)17和控制部18。注意，图1中的Z0表示光轴。
红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B分别是发出红色激光束、绿色激光束和蓝色激光束的三种光源。这些光源形成光源部，并且这三种光源均是激光源。红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B例如均进行脉冲发射。换言之，红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B例如均以预定的发射频率(发射周期)间歇地输出激光束。红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B例如均是半导体激光器或固体激光器等。注意，当这些激光源均是半导体激光器时，例如，红色激光束的波长λr是大约600nm至大约700nm，绿色激光束的波长λg是大约500nm至大约600nm，并且蓝色激光束的波长λb是大约400nm至大约500nm。
耦合透镜12G和12B用于准直从绿色激光器11G发出的绿色激光束和从蓝色激光器11B发出的蓝色激光束(以便使这些激光束成为平行光束发出)，并且将准直的光束耦合至二向色棱镜131。类似地，耦合透镜12R用于准直从红色激光器11R发出的红色激光束(以便使该激光束成为平行光束发出)，并且将准直的光束耦合至二向色棱镜132。注意，这里，入射的激光束均被耦合透镜12R、12G和12B准直(以作为平行光束)，但是不限于该示例，并且可以不被耦合透镜12R、12G和12B准直(可以不成为平行光束)。尽管如此，以上述方式准直激光束使得装置构造的尺寸减小，因此是更优选的。
二向色棱镜131在选择性地允许耦合透镜12B进入的蓝色激光束透过的同时，选择性地反射通过耦合透镜12G进入的绿色激光束。二向色棱镜132在选择性地允许从二向色棱镜131输出的蓝色激光束和绿色激光束透过的同时，选择性地反射通过耦合透镜12R进入的红色激光束。这就实现了红色激光束、绿色激光束和蓝色激光束的色彩合成(光路合成)。
二向色棱镜132还充当光路分支装置(optical-path branching device)。该光路分支装置将从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B入射的各颜色激光束分支成照明光的出射光路L1和稍后将要说明的前往光探测器17的受光光路L2(其它光路)。因而，光路分支装置输出被分支的激光束。充当光路分支装置的该功能是通过布置在一对棱镜之间的粘合面上的反射透射膜130实现的。反射透射膜130是通过形成如下多层膜来构成的，在所述多层膜中例如层叠有诸如二氧化钛(TiO2)和二氧化硅(SiO2)等具有不同的折射率的电介质材料。该多层膜被形成为类似于反射镜面。反射透射膜130相对入射光具有反光性和透光性。注意，由于该二向色棱镜132的光反射率大约为百分之几(低)，所以大部分光在出射光路L1上传播，并且被用作照明光。
光学装置14布置在光源与复眼透镜152之间(具体地，布置在二向色棱镜132与准直透镜151之间的出射光路L1上)的光路上。光学装置14用于减少所谓的斑点噪声(speckle noise)(干涉图样(interferencepattern))。在出射光路L1上传播的激光束穿过光学装置14。具体地，通过未图示的驱动部使得光学装置14振动(以进行微振动)(例如，使光学装置14在沿着光轴Z0的方向上或者在与光轴Z0正交的方向上振动)，从而减少斑点噪声。
准直透镜151布置在光学装置14与复眼透镜152之间的出射光路L1上，并且准直从光学装置14输出的光以使其作为平行光束出射。
复眼透镜152是如下光学部件(光学积分器)，在该光学部件中，多个透镜二维地布置在基板上并且在根据这些透镜的布置对入射光通量进行空间分割后输出该光通量。因此，从复眼透镜152输出的光变得均匀(平面内强度分布变得均匀)，并且作为照明光输出。
聚光透镜153用于对被复眼透镜152均匀化的入射光(照明光)进行聚光。
耦合透镜12布置在二向色棱镜132与光探测器17之间的受光光路L2上，并且充当具有正放大率(positive power)的屈光装置(refractivedevice)。这使得耦合透镜12能够控制入射到光探测器17上的光通量的光量分布(稍后将详细所述)。耦合透镜12对应于本发明中的“光量分布控制装置”的具体(但不是限制性的)示例。
光探测器17是在受光面170上接收沿着受光光路L2传播的光通量的装置，并且充当用于检测(监控)上述光通量的量的光量检测器。光探测器17包括受光面170。受光面17充分小于沿受光光路L2传播的光通量的横截面积(即，光束面积)，以便防止多余光的检测(稍后将详细所述)，所述多余光包括光路上的杂散光和从反射型液晶装置21反射的光。
控制部18基于光探测器17接收到的光通量的量来控制红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的发光量(即，控制部18充当自动功率控制器)。具体地，控制部18控制红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中的发光量，使得所述发光量变得基本恒定(期望是恒定的)而不取决于温度变化。这里，具体地，例如控制部18将检测到的光量反馈到红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中每一者，并且随后在进行I-V(电流-电压)转换之后控制各激光源的电压。
显示光学系统
上面提到的显示光学系统是通过使用偏振分束器(polarization beamsplitter，PBS)23、场透镜(field lens)22、反射型液晶装置21和投影透镜24(投影光学系统)。
偏振分束器23是如下光学部件，该光学部件选择性地允许特定的偏振光(例如，P偏振光)透过，并同时选择性地反射其它偏振光(例如，S偏振光)。因此，来自照明装置1的照明光(例如S偏振光)被选择性地反射并且入射在反射型液晶装置21上，同时从反射型液晶装置21输出的图像光(例如，P型偏振光)选择性地透过偏振分束器23并且随后入射在投影透镜24上。
场透镜22布置在偏振分束器23与反射型液晶装置21之间的光路上。场透镜22用于通过使照明光同心地入射在反射型液晶装置21上来减少光学系统的尺寸。
反射型液晶装置21是光调制装置，其在基于从未图示的显示控制部提供的图像信号调制来自照明装置1的照明光的同时反射该照明光，由此输出图像光。这里，在反射型液晶装置21中，照明光受到反射，使得入射时的偏振光(例如，S偏振光或P偏振光)和输出时的偏振光彼此不同。反射型液晶装置21例如是诸如硅上液晶(Liquid Crystal On Silicon，LCOS)等液晶装置。
投影透镜24用于将由反射型液晶装置21调制的照明光(图像光)投影(放大投影)到屏幕30上。
显示器3的功能和效果
1).显示操作
在显示器3中，首先，如图1所示，在照明装置1中，从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B发出的光(激光束)分别被耦合透镜12R、12G和12B准直为平行光束。然后，二向色棱镜131和132对由此成为平行光束的各激光束(红色激光束、绿色激光束和蓝色激光束)进行色彩合成(光路合成)。在光路合成的基础上，各激光束穿过光学装置14，并且随后被准直透镜151准直为平行光束。随后该平行光束入射在复眼透镜152上。该入射光被复眼透镜152均匀化(平面内强度分布被均匀化)。然后，均匀化的入射光被输出，以使其被聚光透镜153聚光。以这样的方式，从照明装置1输出照明光。
接着，照明光被偏振分束器23选择性地反射，从而通过场透镜22入射在反射型液晶装置21上。在反射型液晶装置21中，在基于图像信号调制入射光的同时反射入射光，从而该入射光被输出为图像光。这里在反射型液晶装置21中，入射时的偏振光与输出时的偏振光是不同的。因此，从反射型液晶装置21输出的图像光选择性地穿过偏振分束器23，并且随后入射在投影透镜24上。该入射光(图像光)被投影透镜24投影(放大投影)到屏幕30上。
在此时，红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B例如均以预定的发射频率间歇地发光。这使得各激光束(红色激光束、绿色激光束和蓝色激光束)能够以分时方式(time-divisional manner)顺次输出。然后，在反射型液晶装置21中，基于各颜色成分(红色成分、绿色成分和蓝色成分)的图像信号以分时方式依次对相应颜色的激光束进行调制。以这样的方式，在显示器3中基于图像信号显示出彩色图像。
2).受光操作和发出的光束量的控制操作
在照明装置1中，从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B入射在二向色棱镜132上的各激光束在被分支进入照明光的出射光路L1和受光光路L2之后被输出。在受光光路L2上传播的光通量通过耦合透镜12被光探测器17接收。基于该接收到的光通量的量，控制部18控制红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中发出的光量。具体地，控制部18将红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中每一者的发出光量控制成基本恒定(恒定是期望的)而不取决于温度变化。这稳定了红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的各者中的发光操作化。因此，改善了图像显示中的色彩再现特性，并且实现了色彩不均匀和闪烁的减少。从而，提高了显示图像的质量。
3).特性部分的功能
接着，在与比较例进行对比的同时，将详细说明本实施例中的特性部分的功能(照明装置1的功能)。
首先，由于激发光进入由激光晶体制成的激光介质而生成激光束。该激光束的强度分布(光量分布，远场图样(Far Field Pattern,FFP))是根据作为激光介质的激光晶体的原子或分子的分布以及晶体的大小来确定的。理想地，生成的激光束的光量分布大体上是例如图2A和图2B所示的高斯分布。然而，实际上，由目前可用的激光器生成的激光束的光量分布(分布图)例如如图3A和图3B所示。换言之，与图2A和图2B所示的光量分布不同，该光量分布不是完全的高斯分布，并且在分布图中在峰值附近存在着缺口，并形成了旁瓣。注意，在图2B和图3B中，“水平”和“垂直”分别表示沿水平方向的光量分布和沿垂直方向的光量分布，并且在下文中仍使用这样的表示。在后面将要详细说明的比较例中，激光源中的这类不稳定(不完全)的光量分布在由光探测器17和控制部18实现的发光操作的稳定化方面引起缺陷。
3-1).比较例
图4表示比较例的显示器(显示器103)的总体构造。类似于本实施例的显示器3，该比较例的显示器103是将图像光投影到屏幕30上的投影型显示器。显示器103包括未设置耦合透镜12的照明装置101以取代设置有耦合透镜12的照明装置1，并且其它的构造与显示器3的构造相同。
在该比较例的照明装置101中，例如，如图5所示，光探测器17的受光面170充分小于在受光光路L2上传播的光通量的横截面积(光束面积)。这防止了诸如光路中的杂散光和从反射型液晶装置21反射的光等多余光的检测。
这里，假定红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B均具有与图3A和图3B相似的光量分布(分布图)。如图6A和图6B所示，可以看到，例如，在沿着受光光路L2传播的光通量中仅一部分光量分布(具体地，在中央部分附近)在光探测器17中的受光面170上受到监控。注意，本示例是基于这样的模型：从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B输出的发散射线分别入射在耦合透镜12R、12G和12B上，耦合透镜12R、12G和12B分别具有有效直径φ大约为3mm的平凸球面(planoconvex spherical surface)。因此，上述发散射线均变成直径φ大约为3mm的出射光通量。而且，本示例还基于这样模型：用于监控光量的光探测器17的受光面170的直径φ大约为0.5mm，从而得到大约1/10的光束面积。
此时，如图7A、7B和7C所示，例如，在受光光路L2上传播的光通量的光量分布随着温度发生变化。由于从激光源发出的激光束的光量分布(分布图)随着温度(激光源的温度)发生变化，所以出现上述温度变化。注意，图7A、7B和7C分别示出了激光源的温度在32°C、37°C和43°C时的光通量的光量分布。从这些图中可知，在光的被光探测器17的受光面170接收的部分(在光通量的中央部分附近)中，即使存在温度变化时，光通量的光量分布仍几乎没有变化。另一方面，在光的没有被受光面170接收的部分中(在周边部分中)，光通量的光量分布响应于温度的变化而变化。具体地，尽管光量分布在中央部分附近没有随着温度发生变化，但是光量在周边部分(旁瓣部分)中随着温度上升而减少。因此，在整个光通量中，光量随着温度的上升而减少。
在该比较例中，即使在温度变化时，被光探测器17探测到的光量也几乎不变。因此，不可能探测到从激光源发出的光束量的温度变化。于是，难以通过控制部18进行准确的光控制(发光操作的稳定化)，这使得激光光束的光量分布的温度变化导致了照明光的量发生变化。
上述激光束的光量分布的温度变化率随着激光束的波长而变化。因此，在某一温度下调整了色彩平衡的状态下，当温度改变时，各颜色的激光束的发光量也变化。因此，各颜色的激光束的混合比也发生变化，这使得难以保持需要的色彩平衡(白平衡)。
3-2).本实施例的功能
相反地，如图1所示，在本实施例的照明装置1中，在二向色棱镜132与光探测器17之间的受光光路L2上设置耦合透镜12，耦合透镜12充当光量分布控制装置(具有正放大率的屈光装置)。因此，入射到光探测器17上的光通量中的光量分布受到控制，并且该入射光通量的光量分布(激光源的发光量分布)中的平均光量入射在光探测器17的受光面170上。
例如图8A所示，在比较例的照明装置101中，在受光光路L2上传播的光通量直接入射在光探测器17上作为入射光通量。于是，在光探测器17的受光面170上，例如图9A所示，仅监控了该入射光通量中的光量分布的一部分(在中央部分附近)。
相反地，例如图8B所示的实施例1，在本实施例的照明装置1中，在耦合透镜12对在受光光路L2上传播的光通量中的中央部分附近的光量与周边部分的光量进行聚光之后，光通量入射在光探测器17上作为入射光。因此，例如图9B所示，在光探测器17中的受光面170上对该入射光通量的光量分布中的平均光量进行监控。
以这样的方式，在照明装置1中，即使当从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中每者发出的激光束中的光量分布随着温度发生变化时(即使当光量分布的分布图发生变化时)，入射在光探测器17上的光通量中的光量分布不可能变化。因此，在照明装置1中，提高了控制部18对红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中的发光量的控制精度。
在本实施例中，在不同于照明光的出射光路L1的光路(受光光路L2)上，在二向色棱镜132与光探测器17之间设置有光量分布控制装置(耦合透镜12)，该光量分布控制装置用于控制入射在光探测器17上的光通量中的光量分布。因此，在激光束的光量分布随着温度发生变化的情况下，能够提高红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中的发光量的控制精度。因此，即使在使用具有不完整光束分布图的现有激光源时，仍能够实现能够不受诸如温度等微扰(perturbation)影响进行稳定的图像显示的投影系统。另外，防止了各颜色的激光束的混合比改变，从而保持了期望的颜色平衡(白平衡)。
另外，耦合透镜12使光源分布发生变化的旁瓣区域中的光也被聚光并且被光探测器17接收。因此，几乎所有的光量变化(其是由温度变化导致的分布变化引起的)都被光探测器17探测到。另外，光探测器17中的受光面170的尺寸保持为与现有的(普通的)光探测器的受光面的尺寸相同，因此也实现了不受杂散光影响的构造。
现在，将说明本发明的其它实施例(第二至第五实施例)。将用与第一实施例相同的附图标记来表示与第一实施例相同的元件，并且将适当省略对它们的说明。
2.第二实施例
图10表示第二实施例的显示器(显示器3A)的总体构造。本实施例的显示器3A是通过设置下面将要说明的照明装置1A来替代第一实施例的显示器3中的照明装置1而构成的。显示器3A的其它构造与显示器3相同。
照明装置1A是通过设置下面将要说明的散光(diffusion)装置12A来替代第一实施例的照明装置1中的耦合透镜12而构成的。照明装置1A的其它构造与照明装置1相同。
与耦合透镜12相同地，散光装置12A在受光光路L2上布置在二向色棱镜132与光探测器17之间。如图11A所示的示例2，例如，散光装置12A对在受光光路L2上传播的光通量进行扩散，并且输出扩散的光通量。类似于耦合透镜12，这使得散光装置12A对入射在光探测器17上的光通量中的光量分布进行控制。于是，图11B所示，例如，光探测器17的受光面170上监控的是该入射光通量的光量分布中的平均光量。换言之，散光装置12A也对应于本技术中的“光量分布控制装置”的具体(但不是限制性的)示例。
此外，由于设置有这样的散光装置12A，所以以类似于中央部分附近的主要光通量的方式，入射光通量的旁瓣部分(光量变化很大的部分)以恒定的比例入射在光探测器17上。例如，在图12B和图13B所示的示例2中说明了这点。因此，能够解决由于光量分布中的局部变化的原因在出射光路L1上传播的发光量无法保持恒定的缺陷。注意，在上述比较例中，相反地，例如图12A和图13A所示，未设置有散光装置12A，并且因此光量变化很大的旁瓣部未入射在光探测器17上。
在本实施例中，对将要入射在光探测器17上的光通量中的光量分布进行控制的光量分布控制装置(散光装置12A)在与照明光的出射光路L1不同的光路(受光光路L2)上设置在二向色棱镜132与光探测器17之间。因此，能够获得与第一实施例相类似的效果。换言之，在激光束的光量分布随着温度发生变化时，提高了红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的法光量的控制精度，并且能够减少从照明装置1A输出的照明光中的光量的变化。
3.第三实施例
显示器3B的构造
图14表示第三实施例的显示器(显示器3B)的总体构造。本实施例的显示器3B是通过设置下面将要说明的照明装置1B来代替第一实施例的显示器3中的照明装置1而构造的。显示器3B的其它构造与显示器3相同。
照明装置1B被构造为在第一实施例的照明装置1中的受光光路L2上的二向色棱镜132与光探测器17之间还设置有下面将要说明的偏光装置16。照明装置1B的其它构造与照明装置1相同。具体地，在本实施例中，例如，偏光装置16在受光光路L2上布置在二向色棱镜132与耦合透镜12之间。
偏光装置16在受光光路L2上布置在二向色棱镜132与光探测器17之间(具体地，在二向色棱镜132与耦合透镜12之间)。偏光装置16控制偏振成分，使得在受光光路L2上传播的光通量中与照明光中的主要偏振成分(这里是S偏振光成分)相同的偏振成分相对地增加。偏光装置16对应于本发明中的“光学部件”的具体(但不是限制性的)示例。具体地，如图14所示，偏光装置16在选择性地允许受光光路L2上传播的光通量中与照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分(S偏振光成分)透过的同时，选择性地去除与主要偏振成分不同的偏振成分(P偏振光成分)。
显示器3B的功能和效果
在显示器3B中，通过在照明装置1B中设置偏光装置16，获得了如下的功能和效果。首先，将说明的是由红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中每者发出的激光束中的偏振成分(S偏振光成分和P偏振光成分)之间的温度特性(响应于温度变化的光量变化率)的差异导致的缺陷。
由偏振成分之间的温度特性的差异导致的缺陷
图15A和图15B均表示从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中每者发出的激光束中的光量分布(分布图)的示例。具体地，图15A和图15B分别表示P偏振光成分和S偏振光成分。根据这些光量分布，图15A所示的P偏振光成分主要出现在光通量中的旁瓣区域(周边部分)中而几乎不出现在中央部分附近。另一方面，图15B所示的S偏振光成分主要出现在光通量中的中央部分附近而几乎不出现在旁瓣区域中。
在红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中每者发出的激光束中，偏振成分通常具有的S偏振光成分相对P偏振光成分的比率=Is:Ip=95:5。在上述比较例中，在受光光路L2上传播的光通量的仅中央部分附近的光量被监控。因此，P偏振光成分未入射在光探测器17上，并且仅监控了与在照明光的出射光路L1上传播的光通量中的偏振光成分相同的偏振光成分(S偏振光成分)的光量。然而，当如同第一实施例和第二实施例在光探测器17中监控该光通量的光量分布中的平均光量时，S偏振光成分和P偏振光成分都入射在光探测器17上。因此，这些偏振成分间的温度特性的差异导致了下面的问题。
这里，如图16所示，作为示例，将说明从各激光源发出的激光束中的各偏振成分的光量(即，从光源发出的光量)与二向色棱镜132中的各偏振成分的光反射率(棱镜反射率)和光透射率(棱镜透射率)之间的关系。具体地，将说明照明光的光量(在出射光路L1上传播的光通量)与传播到光探测器17(在受光光路L2上)的光通量的光量之间的比例。该比例取决于上述关系。
首先，如上所述，在二向色棱镜132中，在发出的激光束中光量占主导地位的S偏振光成分的光反射率相对高于P偏振光成分的光反射率，使得从各激光源发出的激光束被有效地用作为照明光。具体地，如图16所示，反射透射膜130的反射和透射特性设定为相对S偏振光成分具有大约95%(0.95)的棱镜反射率Rs，并相对P偏振光成分具有大约25%(0.25)的棱镜反射率Rp。另外，相对S偏振光成分的棱镜透射率(1-Rs)大约为5%(0.05)，并且相对P偏振光成分的棱镜透射率(1-Rp)大约为75%(0.75)。这里，在假设上述Is:Ip约为95：5且从光源发出的光量为大约100%的情况下，图16还示出了在该二向色棱镜132中的光路分支之后各光通量的光量。换言之，在照明光的光量中，偏振成分的分布中S偏振光成分相对P偏振光成分的比率大约为72.2:1，因此S偏振光成分占主导。另一方面，在传播到光探测器17的光通量的光量中，偏振成分的分布中S偏振光成分相对P偏振光成分的比率大约为1.27:1。因此，存在的P偏振光成分的比例显著高于照明光的光量中的P偏振光成分的比例。考虑到这个关系，下面将说明偏振成分之间的温度特性(响应于温度变化的光量变化)的差异。
首先，通常，如图17所示，在温度上升所引起的热效应的影响下，在供给恒定电流时，与28°C时相比，在38°C时的出射激光束的量减少了大约10%。这里，如图17所示，当温度从28°C上升至38°C时，从激光源发出的激光束的S偏振光成分的光量如上所述减少了大约10%(变化率=大约0.91)。相比地，当温度从28°C上升至38°C时，从激光源发出的激光束的P偏振光成分的光量减少了大约20%(变化率=大约0.81)。换言之，P偏振光成分的温度响应性不同于S偏振光成分的温度响应性。注意，图17所示的各温度是在发出激光束时激光管壳体自身的温度，并且各个发出的光量是实际值。
由于各偏振成分的温度响应性差异，所以如下所述，在实际的投影仪中在偏振成分之间出现了温度特性(响应于温度变化的光量变化)的差异。在如上所述主要包含S偏振光成分的照明光中，S偏振光成分相对P偏振光成分的比例=大约90.25:1.25=大约72.2:1。因此，当温度变化ΔT为10°C时，光量减少大约9%((ΔIs/ΔT)=(0.91/10)=0.091)。另一方面，如上所述，在传播到光探测器17的光通量中，S偏振光成分相对P偏振光成分的比例=大约4.75:3.75=大约1.27:1，当温度变化ΔT为10°C时，光量减少大约19%((ΔIp/ΔT)=(0.81/10)=0.081)。因此，由于P偏振光成分和S偏振光成分是混合的，所以如下面的式(1)所表示的，光量减少了大约14%。
(4.75×0.91+3.75×0.81)/(4.75+3.75)=0.86...(1)
因此，在光探测器17侧探测到的光量减少(大约14%)大于在实际照明光侧发生的光量减少(大约9%)。因此，控制部18的光控制发生了过校正，并且照明光的光量变得比需要的更多(更明亮)。另外，在上述温度从28°C上升至38°C的情况下，当温度变化ΔT为10°C时的校正漂移率为大约(0.91/0.86)=1.06，但是在温度高于和低于上述温度的环境中校正漂移率进一步增大。具体地，例如，在60°C高温的环境中使用的情况下，温度的影响是大约(60/25)=2.4倍，并且因此，照明光的量发生大约(6×2.4)=14%至15%的变化。这使得难以获得稳定的操作。
本实施例的操作
因此，在本实施例中，如上所述在照明装置1B中设置有偏光装置16。偏光装置16控制偏振成分，使得在受光光路L2上传播的光通量中与照明光中的主要偏振成分(这里是S偏振光成分)相同的偏振成分相对增大。具体地，这里，如图14所示，偏光装置16选择性地允许在受光光路L2上传播的光通量的与照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分(S偏振光成分)透过。同时，偏光装置16去除与上述主要偏振成分不同的偏振成分(P偏振成分)。
因此，在照明装置1B中，除从激光源发出的激光束中的光量分布随温度发生变化之外，即使激光束中包含的各偏振成分之间的温度特性(响应于温度变化的光量变化率)还存在差异，入射在光探测器17上的光通量的光量分布仍不容易变化。因此，在照明装置1B中，进一步提高了控制部18对红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的发出光量的控制精度。
在本实施例中，如上所述，设置有偏光装置16，以用于控制偏振成分，从而使得在受光光路L2上传播的光通量中与照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分相对增大。因此，相比于第一实施例和第二实施例进一步提高了发光量的控制精度。因此，进一步减少了照明光的光量变化。
注意，在本实施例中说明的是采用第一实施例中的耦合透镜12作为“光量分布控制装置”的示例，但这不是限制性的。例如，还可以采用第二实施例中的散光装置12A。这也适用于下面将要说明的第四实施例和第五实施例。
4.第四实施例
图18表示第四实施例显示器(显示器3C)的总体构造。本实施例的显示器3C是通过设置下面将要说明的照明装置1C来代替第一实施例的显示器3中的照明装置1而构造的。显示器3C的其它构造与显示器3相同。
照明装置1C是通过设置下面将要说明的反射透射膜130C来代替在第一实施例中的照明装置1的二向色棱镜132中的反射透射膜130构成的。照明装置1C的其它构造与照明装置1相同。
类似于第三实施例中的偏光装置16的方式，反射透射膜130C控制偏振成分，使得在受光光路L2上传播的光通量中与照明光中的主要偏振成分(这里是S偏振光成分)相同的偏振成分相对增多。换言之，在本实施例中，设置有该反射透射膜130C的二向色棱镜132对应于本发明的“光学部件”的具体(但不是限制性的)示例。具体地，不同于上述反射透射膜130，反射透射膜130C设定为使得二向色棱镜132中的光反射率(棱镜反射率)和光透射率(棱镜透射率)变得基本恒定(期望是恒定的)而与偏振成分无关。注意，这样的反射特性和透射特性是通过例如调整反射透射膜130C的材料(诸如调整由上述电介质材料制成的多层膜中的各层的材料和膜厚度、堆叠层的数量等)来实现的。
具体地，在图19所示的示例中，不同于上述反射透射膜130，反射透射膜130C的反射特性和透射特性设定为相对P偏振光成分具有大约95%(0.95)的棱镜反射率Rp，且这等于相对S偏振光成分的棱镜折射率Rs。还与上述反射透射膜130不同的是，反射透射膜130C的反射特性和透射特性设定为相对S偏振光成分具有大约5%(0.05)的棱镜透射率(1-Rs)，且这等于相对P偏振光成分的棱镜透射率(1-Rp)。
因此，在本实施例中，例如如图19所示，对于照明光的量和传播到光探测器17的光通量的量而言，在光量的分布中，S偏振光成分相对P偏振光成分的比率均等于19:1。因此，照明光的量与传播到光探测器17的光通量的量之间不存在基于各偏振成分的温度特性(响应于温度变化的光量变化率)的差异。因此，在从激光源发出的激光束中的光量分布随着温度发生变化之外，即使激光束中包含的各偏振成分之间的温度特性(响应于温度变化的光量变化率)还出现差异的时候，本实施例的照明装置1C中入射到光探测器17上的光通量中的光量分布也不容易发生变化。因此，在照明装置1C中，进一步提高了控制部18对红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的发光量的控制精度。
在本实施例中，如上所述，设置了具有反射透射膜130C的二向色棱镜132，反射透射膜130C用于控制偏振成分，使得在受光光路L2上传播的光通量中与照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分相对增多。因此，与第一实施例和第二实施例的方案相比，进一步提高了发光量的控制精度。因此，进一步减少了照明光中的光量变化。
此外，在本实施例中，仅需要调整反射透射膜130C中的反射特性和透射特性，并且不需要添加像偏光装置16那样的部件。因此，相比于第三实施例，能够减少部件的成本。
5.第五实施例
图20表示第五实施例的显示器(显示器3D)的总体构造。本实施例的显示器3D是通过设置下面将要说明的照明装置1D来代替第一实施例的显示器3中的照明装置1而构造的。显示器3D的其它构造与显示器3相同。
照明装置1D是通过设置下面将要说明的反射透射膜130D来代替在第一实施例中的照明装置1的二向色棱镜132中的反射透射膜130构成的。照明装置1D的其它构造与照明装置1相同。
反射透射膜130D
类似于第三实施例中的偏光装置16的方式，反射透射膜130D控制偏振成分，使得在受光光路L2上传播的光通量中与照明光中的主要偏振成分(这里是S偏振光成分)相同的偏振成分相对地增多。换言之，在本实施例中，具有该反射透射膜130D的二向色棱镜132对应于本发明的“光学部件”的具体(但不是限制性的)示例。
具体地，不同于上述反射透射膜130和反射透射膜130C，在该反射透射膜130D中，对光反射率(棱镜反射率)和光透射率(棱镜透射率)的每一者进行如下设定。具体地，对相对各偏振成分的棱镜折射率和棱镜透射率分别进行设定，使得二向色棱镜132中反射光量的温度变化率与透射光量的温度变化率彼此基本相等(期望是彼此相等的)。更具体地，如下所述，对棱镜反射率和棱镜透射率分别进行设定，使得反射光量的温度变化率与透射光量的温度变化率之间的差量落在预定范围(例如大约10%以下)内。因而，即使在如第四实施例那样难以使二向色棱镜132中对各偏振成分的反射特性和透射特性相等时，仍能够解决激光束中包含的各偏振成分之间的温度特性(响应于温度变化的光量变化率)的差异。注意，这样的反射特性和透射特性是通过例如调整反射透射膜130D的材料(诸如调整由上述电介质材料制成的多层膜中的各层的材料和膜厚度、堆叠层的数量等)来实现的。
这里，将详细说明设置有本实施例的反射透射膜130D的二向色棱镜132的具体示例(示例3)。注意，下面的说明是在这样的前提下进行的：对于从激光源入射到二向色棱镜132上的激光束，假设被二向色棱镜132反射的光通量在出射光路L1上(朝着投影透镜24)传播，并且透过二向色棱镜132的光通量在受光光路L2上(朝着光探测器17)传播。使用相同思路的技术还可以适用于相反的情况。
首先，图21的(A)~(D)部分表示出射激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132(反射透射膜130D)中相对各偏振成分的光反射率之间的关系的示例。上述关系是分别针对传播到光探测器17的光通量以及传播到投影透镜24的光通量中每一者给出的。具体地，对于传播到光探测器17的光通量，图21的(A)部分表示发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132相对S偏振光成分的光反射率(S反射率)之间的关系。图21的(A)部分中图示的内容对应于传播到光探测器17的光通量中的S偏振光成分的光量，该光量是由下面列出的式(2)定义的。另外，对于传播到光探测器17的光通量，图21的(C)部分表示发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132相对P偏振光成分的光反射率(P反射率)之间的关系。图21的(C)部分中图示的内容对应于传播到光探测器17的光通量中的P偏振光成分的光量，该光量是由下面列出的式(3)定义的。另一方面，对于传播到投影透镜24的光通量，图21的(B)部分表示发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132的S反射率之间的关系。图21的(B)部分中图示的内容对应于传播到投影透镜24的光通量中的S偏振光成分的光量，该光量是由下面列出的式(4)定义的。另外，对于传播到投影透镜24的光通量，图21的(D)部分表示发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132的P反射率之间的关系。图21的(D)部分中图示的内容对应于传播到投影透镜24的光通量中的S偏振光成分的光量，该光量是由下面列出的式(5)定义的。从图21的(A)至(D)这些部分可以明显看出，传播到光探测器17的光通量的光量和传播到投影透镜24的光通量的光量均随着出射激光束中的偏振成分比例和二向色棱镜132相对各偏振成分的光反射率发生变化。
Is×(1-Rs)...(2)
Ip×(1-Rp)...(3)
Is×Rs...(4)
Ip×Rp...(5)
图22的(A)和(B)部分表示在常温(大约25°C)下发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132(反射透射膜130D)相对各偏振成分的光反射率之间的关系的示例。这个关系是分别针对传播到光探测器17的光通量以及传播到投影透镜24的光通量中每一者给出的。具体地，对于传播到光探测器17的光通量，图22的(A)部分表示在常温下发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132的P反射率之间的关系。图22的(A)部分中图示的内容对应于在常温下传播到光探测器17的光通量中的(P偏振光成分+S偏振光成分)的光量，该光量是由下面列出的式(6)定义的。另外，对于传播到投影透镜24的光通量，图22的(B)部分表示在常温下发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132的P反射率之间的关系。图22的(B)部分中图示的内容对应于在常温下传播到投影透镜24的光通量中的(P偏振光成分+S偏振光成分)的光量，该光量是由下面列出的式(7)定义的。注意，在下文中，由于如上所述在发出的激光束中S偏振光成分在偏振成分中是占主要地位的，所以假定二向色棱镜132的S反射率固定在大约95%。
D={Is×(1-Rs)}+{Ip×(1-Rp)}...(6)
B=(Is×Rs)+(Ip×Rp)...(7)
图22的(C)和(D)部分表示在高温(大体上，25°C+ΔT(10°C)=35°C)下出射激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132(反射透射膜130D)相对各偏振成分的光反射率之间的关系的示例。这个关系是分别针对传播到光探测器17的光通量以及传播到投影透镜24的光通量中每一者给出的。具体地，对于传播到光探测器17的光通量，图22的(C)部分表示在高温下发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132的P反射率之间的关系。图22的(C)部分中图示的内容对应于在高温下传播到光探测器17的光通量中的(P偏振光成分+S偏振光成分)的光量，该光量是由下面列出的式(8)定义的。另外，对于传播到投影透镜24的光通量，图22的(D)部分表示在高温下发出的激光束中的偏振成分比例与二向色棱镜132的P反射率之间的关系。图22的(D)部分中图示的内容对应于在高温下传播到投影透镜24的光通量中的(P偏振光成分+S偏振光成分)的光量，该光量是由下面列出的式(9)定义的。注意，这个计算是基于(ΔIs/ΔT)=0.09和(ΔIp/ΔT)=0.08的，在该计算中使用经验值作为示例。另外，根据激光源的热辐射设计，环境温度的变化和激光源自身的温度变化存在个体差异。然而，在大多数情况下，在稳定的条件下，环境温度的变化和作为发热部的激光源自身的温度变化基本上都是ΔT。此外，假设下面各式中的温度变化ΔT为激光源自身的温度变化，该温度变化是响应于环境温度的变化或由于其它发热部件导致的温度变化的影响而产生的。
数学表达式1
C = [ { Is × ( 1 - Rs ) } × ( ΔIs / ΔT ) × ΔT ] + [ { Ip × ( 1 - Rp ) } × ( ΔIp / ΔT ) × ΔT ] · · · · · · ( 8 ) A = [ ( Is × Rs ) × ( ΔIs / ΔT ) × ΔT ] + [ ( Ip × Rp ) × ( ΔIp / ΔT ) × ΔT ] · · · · · · ( 9 )
ΔT：激光器的温度变化
(ΔIs/ΔT)：由S偏振光成分的温度变化导致的发光量的变化率
(ΔIp/ΔT)：由P偏振光成分的温度变化导致的发光量的变化率
图23的(A)部分表示由(图22的(C)部分中的值/图22的(A)部分中的值)限定的比率。该比率对应于传播到光探测器17的光通量在温度变化时的光量变化率(即，透射光量的温度变化率)。此外，图23的(B)部分表示由(图22的(D)部分中的值/图22的(B)部分中的值)限定的比率。该比率对应于传播到投影透镜24的光通量在温度变化时的光量变化率(即，反射光量的温度变化率)。
图23的(C)部分表示在ΔT=25°C时由(图23的(B)部分中的值/图23的(A)部分中的值)限定的比率。该比率对应于上述反射光量的温度变化率与上述透射光量的温度变化率之间的差量。具体地，在本示例中，该比率对应于由(反射光量的温度变化率/透射光量的温度变化率)限定的差量。注意，图23的(C)部分中示出的灰色部分区域是这个差量落入预定范围(这里，大约是10%以下)内的区域。换言之，当图23的(C)部分中的差量为0(零)时，传播到投影透镜24的光通量的光量与传播到光探测器17的光通量的光量是彼此相等的，而不取决于温度变化，并且在照明光中不存在光量变化。另一方面，当图23的(C)部分中的差量不为0时，照明光中的光量随着上述差量的程度而发生变化。注意，这里，激光源的初始调整是在常温下(大约25°C)进行的，并且假设在从大约0°C到大约50°C的温度范围内使用。此外，假设上述差量在温度变化ΔT=25°C时最大。因此，示出了温度变化ΔT=25°C时的值。
因此，在本实施例中，如上所述，设定反射透射膜130D相对各偏振成分的棱镜反射率和棱镜透射率，使得在二向色棱镜132中反射光量的温度变化率和透射光量的温度变化率彼此基本相等(彼此相等是期望的)。具体地，设定棱镜反射率和棱镜透射率，使得反射光量的温度变化率与透射光量的温度变化率之间的差量落在预定的范围(例如，大约10%以下)内。注意，之所以将10%作为上述差量的上限示例，是基于下面的原因确定的。首先，通常将投影仪的寿命定义为在显示光(照明光)的亮度(明亮度)下降至大约初始值的50%之前的那段时间。然而，假设投影仪的各部件中的诸如光透射率和光反射率等对亮度有贡献的性能下降了初始值的大约10%。因此，可以说，对于取决于温度变化(强度变化的原因之一)的部分而言，将上述差量抑制至大约10%也是恰当的。另外，从经验法则可知，人类能够敏感地察觉出非连续的强度变化。另一方面，对于强度随着在一段时间内变化的温度等逐渐变化的强度变化，即使当强度变化为大约10%时，人类的感知灵敏度也低。因此在这方面，将10%的上述差量设定为容许量(设计裕度)也是恰当的。
这是通过下面列出的式(10)和式(11)来表达的，式(10)和式(11)使用由上面的式(6)至式(9)所限定的A至D各值。这里，式(10)对应于上述从二向色棱镜132反射的光通量传播到投影透镜24以及透过二向色棱镜132的光通量传播到光探测器17的情况下的表达式。另一方面，相反地，表达式(11)对应于在从二向色棱镜132反射的光通量传播到光探测器17以及透过二向色棱镜132的光通量传播到投影透镜24的情况下的表达式。注意，图24表示根据该示例3的光量的温度变化率与二向色棱镜相对P偏振光成分的反射率之间的关系。
数学表达式2
Figure BDA00001854631600241
在本实施例中，设置了具有反射透射膜130D的二向色棱镜132。反射透射膜130D控制偏振成分，使得在受光光路L2上传播的光通量中与照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分相对增多。因此，除从激光源发出的激光束中的光量分布随着温度发生变化之外，即使激光束中包含的各偏振成分之间的温度特性(响应于温度变化的光量变化率)还存在差异，入射在光探测器17上的光通量的光量分布仍不容易变化。因此，与第一实施例和第二实施例相比，进一步提高了发光量的控制精度，并且进一步减少了照明光的光量变化。
另外，在本实施例中也只需要对反射透射膜130D中的反射特性和透射特性进行调整，而不需要添加类似于偏光装置16的部件。所以，与第三实施例相比减少了部件成本。
6.变形例
已经参照实施例对本发明的技术进行了说明，但是本发明不限于这些实施例，并可以进行各种变形。
例如，在实施例中，分别使用耦合透镜12和散光装置12A作为光量分布控制装置的示例，但并不限于这些示例。替代地，可以使用其它装置作为光量分布控制装置。同样地，在实施例中，分别使用偏光装置16和具有反射透射膜130C或130D的二向色棱镜132作为光学部件的示例，但是不限于这些示例。替代地，可以使用其它的部件作为光学部件。
此外，在实施例中，已经说明了照明光中的主要偏振成分是S偏振光成分的情况。然而，本技术不限于该情况，并且还适用于照明光中的主要偏振成分是P偏振光成分的相反情况。
此外，在实施例中，已经说明了多种光源(用于红色、用于绿色和用于蓝色)分别用作激光源的情况，但是本技术不限于这样的情况。本技术就适用于任何情况，只要将多种光源中一种以上的光源设置为激光源。例如，在光源部中可以组合设置有激光源和其它种类的光源(例如，LD)。
另外，在实施例中，作为示例已经说明了光调制装置是反射型液晶装置的情况，但是本技术不限于此种情况。光调制装置可以是透射型液晶装置，或者可以是液晶装置以外的其它光调制装置(例如，数字微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD))。
另外，在实施例中，已经说明了三种光源发出不同波长的光的情况。然而，可以使用例如一种或两种或四种以上光源。
此外，在实施例中，作为具体示例已经说明了照明装置和显示器的各构成部件(光学系统)。然而，不一定设置所有的构成部件，或者还可以添加其它的构成部件。具体地，例如可以设置二向色镜(dichroic mirror)来代替二向色棱镜131和132。
另外，在实施例中，已经说明了设置有将光调制装置调制后的光投影到屏幕上的投影光学系统(投影透镜)的投影型显示器的情况。然而，本技术也适用于直视型显示器。
注意，本技术可以按照如下设置。
(1)一种照明装置，其包括：
光源部，其包括激光源；
光路分支装置，其通过把从所述光源部入射的光分支到出射光路和其它光路中来输出所述光，所述出射光路用于照明光；
光探测器，其接收在所述其它光路上传播的光通量；
控制部，其基于所述光探测器接收的所述光通量的量对所述激光源的发光量进行控制；和
光量分布控制装置，其在所述其它光路上布置于所述光路分支装置与所述光探测器之间，所述光量分布控制装置对入射到所述光探测器上的光通量中的光量分布进行控制。
(2)根据(1)所述的照明装置，其中，所述照明装置设置有光学部件，所述光学部件控制偏振成分，使得在所述其它光路上传播的光通量中的与所述照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分相对地增加。
(3)根据(2)所述的照明装置，其中，
所述光学部件是在所述其它光路上布置于所述光路分支装置与所述光探测器之间的偏光装置，并且
所述偏光装置选择性地允许在所述其它光路上传播的光通量中的与所述照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分透过。
(4)根据(2)所述的照明装置，其中
所述光学部件是充当所述光路分支装置的二向色棱镜，并且
所述二向色棱镜的光学特性被设定成使得所述二向色棱镜中的光反射率和光透射率均大致恒定而与偏振成分无关。
(5)根据(4)所述的照明装置，其中
所述二向色棱镜包含有反射透射膜，所述反射透射膜界定了所述光反射率和所述光透射率中每一者，并且
所述光学特性是由所述反射透射膜设定的。
(6)根据(2)所述的照明装置，其中
所述光学部件是充当所述光路分支装置的二向色棱镜，并且
所述二向色棱镜中相对各偏振成分的光反射率和光透射率均被设定成使得所述二向色棱镜中的反射光量的温度变化率与透射光量的温度变化率彼此大致相等。
(7)根据(6)所述的照明装置，其中，
相对各偏振成分的所述光反射率和所述光透射率均被设定成使得所述反射光量的温度变化率与所述透射光量的温度变化率之间的差量大致为10%以下。
(8)根据(6)或(7)所述的照明装置，其中
所述二向色棱镜包括反射透射膜，所述反射透射膜界定了所述光反射率和所述光透射率中每一者，并且
所述反射光量的温度变化率与所述透射光量的温度变化率之间的比率是由所述反射透射膜设定的。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的照明装置，其中，所述光量分布控制装置是具有正放大率的屈光装置。
(10)根据(1)至(8)中任一项所述的照明装置，其中，所述光量分布控制装置是散光装置，所述散光装置对在所述其它光路上传播的光通量进行散光，并输出经散光的光通量。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的照明装置，其中，所述控制部控制所述激光源的所述发光量，使得所述发光量基本恒定而与温度变化无关。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的照明装置，其中，所述光源部包括发出红色光、绿色光和蓝色光的三种激光源作为所述激光源。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的照明装置，其中，所述激光源是半导体激光器。
(14)一种显示器，所述显示器包括：
根据权利要求1-13中任一项所述的照明装置，其发出照明光；和
光调制装置，其基于图像信号调制所述照明光。
(15)根据(14)所述的显示器，所述显示器还包括：
投影光学系统，其将由所述光调制装置调制的所述照明光投影到投影表面上。
(16)根据(14)或(15)所述的显示器，其中，所述光调制装置是液晶装置。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其它因素，可以在本发明随附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。

Claims (16)

1.一种照明装置，其包括：
光源部，其包括激光源；
光路分支装置，其通过把从所述光源部入射的光分支到出射光路和其它光路中来输出所述光，所述出射光路用于照明光；
光探测器，其接收在所述其它光路上传播的光通量；
控制部，其基于所述光探测器接收到的光通量的量对所述激光源的发光量进行控制；和
光量分布控制装置，其在所述其它光路上布置于所述光路分支装置与所述光探测器之间，所述光量分布控制装置对入射到所述光探测器上的光通量中的光量分布进行控制。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述照明装置设置有光学部件，所述光学部件控制偏振成分，使得在所述其它光路上传播的光通量中的与所述照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分相对地增加。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，
所述光学部件是在所述其它光路上布置于所述光路分支装置与所述光探测器之间的偏光装置，并且
所述偏光装置选择性地允许在所述其它光路上传播的光通量中的与所述照明光中的主要偏振成分相同的偏振成分透过。
4.根据权利要求2所述的照明装置，其中，
所述光学部件是充当所述光路分支装置的二向色棱镜，并且
所述二向色棱镜的光学特性被设定成使得所述二向色棱镜的光反射率和光透射率中每一者大致恒定而与偏振成分无关。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其中，
所述二向色棱镜包含有反射透射膜，所述反射透射膜界定了所述光反射率和所述光透射率中每一者，并且
所述光学特性是由所述反射透射膜设定的。
6.根据权利要求2所述的照明装置，其中，
所述光学部件是充当所述光路分支装置的二向色棱镜，并且
所述二向色棱镜的相对各偏振成分的光反射率和光透射率中每一者被设定成使得所述二向色棱镜的反射光量的温度变化率与透射光量的温度变化率彼此大致相等。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其中，相对各偏振成分的所述光反射率和所述光透射率中每一者被设定成使得所述反射光量的温度变化率与所述透射光量的温度变化率之间的差量大致为10%以下。
8.根据权利要求6所述的照明装置，其中，
所述二向色棱镜包括反射透射膜，所述反射透射膜界定了所述光反射率和所述光透射率中每一者，并且
所述反射光量的温度变化率与所述透射光量的温度变化率之间的比率是由所述反射透射膜设定的。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的照明装置，其中，所述光量分布控制装置是具有正放大率的屈光装置。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的照明装置，其中，所述光量分布控制装置是散光装置，所述散光装置对在所述其它光路上传播的光通量进行散光，并输出经散光的光通量。
11.根据权利要求1~8中任一项所述的照明装置，其中，所述控制部控制所述激光源的发光量，使得该发光量基本恒定而与温度变化无关。
12.根据权利要求1~8中任一项所述的照明装置，其中，所述光源部包括发出红色光、绿色光和蓝色光的三种激光源作为所述激光源。
13.根据权利要求1~8中任一项所述的照明装置，其中，所述激光源是半导体激光器。
14.一种显示器，其包括：
根据权利要求1-13中任一项所述的照明装置，其发出照明光；和
光调制装置，其基于图像信号调制所述照明光。
15.根据权利要求14所述的显示器，其还包括：
投影光学系统，其将由所述光调制装置调制的所述照明光投影到投影表面上。
16.根据权利要求14或15所述的显示器，其中，所述光调制装置是液晶装置。
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