CN103430093B - 包括荧光体的照明光学系统和投影仪 - Google Patents

包括荧光体的照明光学系统和投影仪 Download PDF

Info

Publication number
CN103430093B
CN103430093B CN201180069447.9A CN201180069447A CN103430093B CN 103430093 B CN103430093 B CN 103430093B CN 201180069447 A CN201180069447 A CN 201180069447A CN 103430093 B CN103430093 B CN 103430093B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
polarized light
light component
wave length
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180069447.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103430093A (zh
Inventor
松原正晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp NEC Display Solutions Ltd
Original Assignee
NEC Display Solutions Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Display Solutions Ltd filed Critical NEC Display Solutions Ltd
Publication of CN103430093A publication Critical patent/CN103430093A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103430093B publication Critical patent/CN103430093B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K2/00—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence
    • F21K2/06—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence using chemiluminescence
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
    • G02B26/008—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light in the form of devices for effecting sequential colour changes, e.g. colour wheels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2066—Reflectors in illumination beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2073—Polarisers in the lamp house
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B33/00—Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/08—Sequential recording or projection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3158—Modulator illumination systems for controlling the spectrum
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

提供了一种具有更少构成构件和更小尺寸的照明光学系统。该照明光学系统包括：光源（11、41），用于发射第一波长的光；荧光体单元（16）；光学元件（13、43）；以及在光学元件和荧光体单元之间的1/4波长板（14）。荧光体单元具有反射区和荧光体区，该荧光体区用于通过利用第一波长的光的照射而发出与第一波长不同的波长的荧光。荧光体单元能移动以便来自光源的光依次地照射荧光体区和反射区。该光学元件将第一波长的光分成第一线偏振光分量和与第一线偏振光分量正交的第二线偏振光分量。光学元件将从光源发射的光的第一线偏振光分量引导到荧光体单元，并且在同一方向上发射由反射区反射的第一波长的光以及由荧光体区发射的荧光。

Description

包括荧光体的照明光学系统和投影仪
技术领域
本发明涉及包括荧光体单元的照明光学系统，该荧光体单元由于来自光源的激发光而发射荧光，本发明还涉及包括该照明光学系统的投影仪。
背景技术
目前提出了各种照明光学系统，作为用在诸如LED（Liquid CrystalDisplay：液晶显示器）投影仪或DLP（Digital Light Processing：数字光处理）投影仪的投影仪中的照明光学系统。
日本未审专利申请公开No.2010-237443（在下文中称为专利文献1）和日本未审专利申请公开No.2010-256457（在下文中称为专利文献2）公开了照明光学系统和投影仪，其中，通过激发光照射荧光体以便从荧光体获得预定波长带的发光。
在这些专利文献的每一个中公开的照明光学系统（光源装置）被设置有照射蓝色波长带的光源和在其上设置发光物质的发光轮，该发光物质通过作为激发光的从光源照射的光来发射光。发光轮被设置有：设置有当由来自光源的光激发时发射红色波长带的光的发光物质的红色区、设置有发射绿色波长带的光的发光物质的绿色区，以及透射蓝色波长带的光的蓝色区。在反射层上形成发光轮的发光物质。
将发光轮构造成可旋转。由于荧光体轮的旋转，从光源发射的蓝色光依次地照射发光轮的红色区、绿色区，以及透射区。由荧光体生成的红色光和绿色光被反射层反射。
由二向色镜或中继光学系统合成由反射层反射的红色光和绿色光以及由透射区透射的蓝色光。该合成光照射在数字镜装置（DMD）上。通过DMD，由发光轮按时分发射的每一颜色的光被根据输入图像空间调制并通过投影透镜被投影在屏幕上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本未审专利申请公开No.2010-237443
专利文献2：日本未审专利申请公开No.2010-256457
发明内容
在专利文献1和专利文献2描述的照明光学系统的情况下，蓝色光的光路不同于红色光和绿色光的光路。因为蓝色光透射通过荧光体轮，而红色光和绿色光被荧光体轮反射，所以发生该差异。因此，蓝色光通过的光学系统不同于红色光和绿色光通过的光学系统。
为了使在不同光路上通过的蓝色光以及红绿光在同一方向上从照明光学系统发射，合成各个颜色的光的光路的光学系统是绝对必要的。因此，产生照明光学系统的尺寸增加或构成照明光学系统的光学部件的数量增加的问题。
因此，在包括通过激发光的照射而产生荧光的荧光体的照明光学系统中，期望具有少量光学部件的紧凑照明光学系统。
本发明的一个方面的照明光学系统包括：发射第一波长的光的光源；荧光体单元；光学元件以及在光学元件和荧光体单元之间的光路上设置的1/4波长板。该荧光体单元包括：荧光体区，在该荧光体区中，通过第一波长的光的照射，荧光体发射与第一波长不同的波长的荧光；以及反射区，其反射第一波长的光。荧光体单元能够移动以便使来自光源的光依次地照射在荧光体区和反射区上。光学元件将第一波长的光分成第一线偏振光分量和与第一偏振光分量正交的第二线偏振光分量，并且将从光源发射的第一线偏振光分量引导到荧光体单元。由反射区反射的光和由荧光体区发射的光再次照射该光学元件。光学元件在同一方向上发射由反射区反射的第一波长的光以及由荧光体区发射的荧光。
本发明的投影仪包括上述照明光学系统。
根据上述构造，在荧光体单元中反射的第一波长的光和从荧光体发射的荧光均通过同一光路和光学系统。因此，减少照明光学系统的构成部件的数量并减小照明光学系统的尺寸。
从参考提供本发明的例子的附图的下述说明，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是示出包括根据本发明的第一示例性实施例的照明光学系统的投影仪的构造的示意图。
图2是示出在图1所示的荧光体单元中，来自光源的光所照射到的一个表面的平面图。
图3是示出属于根据第一示例性实施例的照明光学系统的光学部件的光的透射特性的图。
图4是示出包括根据本发明的第二示例性实施例的照明光学系统的投影仪的构造的示意图。
图5是示出属于根据第二示例性实施例的照明光学系统的光学元件的光的透射特性的图。
具体实施方式
接着，将参考附图，描述本发明的示例性实施例。
图1示出包括根据本发明的第一示例性实施例的照明光学系统的投影仪的构造。投影仪包括：照明光学系统10、空间调制来自照明光学系统10的光的图像形成元件22，以及投影由图像形成元件22空间调制的光的投影透镜24。
照明光学系统10包括：发射第一波长的光的光源11、光学元件13、1/4波长板14和荧光体单元16。荧光体单元16包括通过第一波长的光的照射而发射荧光的荧光体。光源11充当不仅发射从照明光学系统10发射的第一波长的光而且还将激发光照射到荧光体上的光源。
在光学元件13和荧光体单元16之间设置1/4波长板14。当需要时，照明光学系统10还可以包括例如准直器12和15。
图2是当从激发光的入射方向看时的荧光体单元16的平面图。荧光体单元16包括反射区16a及荧光体区16b和16c。反射区16a是具有反射至少第一波长的光的反射膜或镜。
在图2所示的例子中，荧光体区包括：第一荧光体区16b，其设置有通过第一波长的光的照射而发射比第一波长长的第二波长的光的荧光体；以及第二荧光体区16c，其设置有通过照射第一波长的光而发射比第二波长更长的第三波长的光的荧光体。在荧光体区16b和16c中，在反射光的反射面上设置荧光体。
为了在本示例性实施例中实现能够显示全色图像的投影仪，第一波长的光是蓝色光，第二波长的光是绿色光，并且第三波长的光是红色光。
荧光体单元16能移动以便来自光源11的光的照射点S以时分方式照射反射区16a及荧光体区16b和16c。更具体地说，将荧光体单元16构造成绕与设置有反射区和荧光体区的表面正交的旋转轴28自由地旋转。通过马达17来使荧光体单元16旋转。由于荧光体单元16的旋转，来自光源11的光依次地照射反射区16a及荧光体区16b和16c。
在图2所示的例子中，反射区16a及荧光体区16b和16c通常是具有预定大小的中心角的扇形区。反射区16a及荧光体区16b和16c的中心角的每一个的比例与光从光源11照射到相应区的每一个的时间的比例匹配。因此，根据例如照明光学系统的用途，来设定反射区16a及荧光体区16b和16c的大小，在这种情况下为设定其中心角。
在本示例性实施例中，可以基于通过投影仪的投影透镜24而被投影在屏幕上的光的强度和色度坐标，来确定反射区16a及荧光体区16b和16c的每一个的大小。特别地，优选地通过考虑由合成各个颜色的光而形成的白色光的强度和色度，来确定反射区16a及荧光体区16b和16c的中心角的比例。
光学元件13将从光源11发射的光的第一线偏振光分量引导到荧光体单元16。被反射的光和由荧光体单元16中的荧光体发射的光再次照射到光学元件13中。光学元件13在同一方向上发射在荧光体单元16中反射的第一波长的光和在荧光体单元16中发射的第二波长的光。
能将具有预定光谱透射特性的二向色镜用作该光学元件13。
在上述示例性实施例中，第一线偏振光分量是与二向色镜13上的入射面正交的S偏振光分量。第二线偏振光分量是与二向色镜13上的入射面平行的P偏振光分量。
图3示出了二向色镜13的光谱透射特性和从光源11透射的光的光谱。二向色镜13具有使得将450nm量级的波长的蓝色光的S偏振光分量反射并将蓝色光的P偏振光分量透射的特性，由此，二向色镜13能将从光源11发射的光分成S偏振光分量和与S偏振光分量正交的P偏振光分量。二向色镜13将基本上仅S偏振光分量的光引导到荧光体单元16。
更具体地说，关于S偏振光分量，二向色镜13反射不大于蓝色光的波长的波长的光，并且透射比蓝色光的波长足够长的波长的光。此外，关于P偏振光分量，二向色镜13反射比蓝色光的波长足够短的波长的光，并且透射等于或大于蓝色光的波长的波长的光。因此，二向色镜13在蓝色光的波长带中，反射S偏振光分量和透射P偏振光分量。从光源11发射的光的光谱属于该蓝色光的波长带。
能由分别具有不同折射率的电介质的多层膜构成二向色镜13。通过适当地调整电介质膜的每一个的折射率、膜厚度和电介质的叠层数量来确定所需截止波长，易于制作具有图3所示的光谱反射特性的二向色镜。
在本示例性实施例中，光源11优选地是发射具有基本上仅S偏振光分量的光的构件。来自光源11的大部分光通过二向色镜13引导到荧光体单元16，由此提高照明光学系统10的光的利用率。能将发射例如在450nm附近的波长的蓝色波长的光的蓝色激光器用作该光源11。
当激发荧光体的蓝色激发光的光源是激光器时，能使激发光的照射点S具有极其小的面积。因此，能减小荧光体单元16上的照射面积，能降低光学扩展量，并且能实现高效的照明光学系统。
接着，将描述图1所示的构造的照明光学系统中的光的光路。通过准直器12，将由光源11生成的光转换成平行光。该平行光的S偏振光分量被二向色镜13反射并在荧光体单元16的方向上引导。
在图1中，准直器12由一个透镜构成，但准直器12可以是由多个透镜构成的透镜系统。
由二向色镜13反射的S偏振光通过1/4波长板14和准直器15，然后入射到荧光体单元16。S偏振光被1/4波长板14转换成圆偏振光，并且该圆偏振光会聚在荧光体单元16的反射区16a或荧光体区16b和16c上。
在图1中，准直器15是由两个透镜构成的透镜系统，但准直器15可以是一个透镜或可以是由三个或更多透镜构成的透镜系统。
当第一波长的光照射在荧光体单元16的第一荧光体区16b上时，从荧光体发射绿色光。该绿色光在入射到荧光体单元16的蓝色光的光路上在相反方向上行进并且由准直器15转换成平行光。
已经被转换成平行光的绿色光透射通过1/4波长板14并再次照射到二向色镜13中。从荧光体发射的朗伯（Lambert）扩散光是非偏振光，即，随机偏振光，并且尽管通过1/4波长板14，光的偏振状态不会改变。
如图3所示，绿色光通过二向色镜13。因此，在与光源11的布置位置不同的方向上发射绿色光。
当第一波长的光入射到荧光体单元16的第二荧光体区16c时，从荧光体发射红色光。该红色光通过与从第一荧光体区16b发射的绿色光相同的光路并再次入射到二向色镜13。该红色光通过二向色镜13，如图3所示。因此，在与绿色光相同的方向上发射红色光。
当从光源11引导到荧光体单元16的蓝色光入射到荧光体单元16的反射区16a时，反射蓝色光。该反射的蓝色光沿与由荧光体区16b和16c发射的红色光和绿色光类似的光路通过并通过准直透镜15和1/4波长板。
由反射区16a反射的蓝色光被1/4波长板14从圆偏振光转换成P偏振光，然后入射在二向色镜13上。P偏振的蓝色光通过如图3所示的二向色镜。因此，通过与绿色光和蓝色光类似的光路，从照明光学系统10发射由反射区16a反射的蓝色光。
如上所述，二向色镜13充当关于蓝色波长带的光的偏振分束器，由此在不同于光源11的方向上，即，在与绿色光和红色光相同的方向上，发射由荧光体单元的反射区16a反射的蓝色光。
根据上述构造，在荧光体单元16的反射区16a反射的蓝色光以及从荧光体区16b和16c发射的红色光和绿色光通过同一光学系统。因此，对各个波长的光，不需要使用分开的光学系统，由此能减少照明光学系统10的构成部件的数量以及能减小照明光学系统的尺寸。
已经通过照明光学系统10的二向色镜13的光通过积分器18、场透镜19、反射镜20、会聚透镜21和TIR棱镜23，而照射在图像形成元件22上。设置积分器18、场透镜19和会聚透镜21以将光均匀地且矩形地照射在图像形成元件22上。积分器18、场透镜19、反射镜20和会聚透镜21可以是照明光学系统的构成元件。
入射到TIR棱镜23的光在棱镜的空气间隙表面23a反射，以便经受行进方向的改变，然后被发射到图像形成元件22。由反射镜20和TIR棱镜23适当地调整被发射到图像形成元件22的光束的角度。
在本示例性实施例的投影仪中，使用反射型图像形成元件22。在这种情况下，将DMD用作反射型图像形成元件22。代替DMD，也能将为透射型图像形成元件的液晶面板（LCD）用作图像形成元件22。
DMD具有与像素一样多的微镜元件。每一微镜元件被构造成允许绕旋转轴以预定角度移动。在该例子中，微镜元件旋转±12度。
入射到倾斜+12度的微镜元件的光在布置投影透镜24的方向上反射。入射到投影透镜24的光被投影到投影仪外部。入射到倾斜-12度的微镜元件的光在不布置投影透镜24的方向上反射。用这种方式，每一微镜元件选择是否将对应于像素的光投影到投影仪外部。通过对每一颜色的光执行控制的DMD，投影仪能在屏幕上显示彩色图像。
投影透镜24能由用于放大投影的光学系统构成。来自照明光学系统10的每一颜色的光以时分照射到图像形成元件22上。根据作为输入而接收的图像信息，使入射到图像形成元件22的每一颜色的光经受空间调制，以便转换成图像光。通过投影透镜24，将空间调制图像光投影到屏幕上。
图4是示出包括根据本发明的第二示例性实施例的照明光学系统40的投影仪的构造的示意图。该投影仪包括：照明光学系统40、空间调制来自照明光学系统40的光的图像形成元件22，以及投影已经由图像形成元件22空间调制的光的投影透镜24。
照明光学系统40包括：发射第一波长的光的光源41、光学元件43、1/4波长板14和荧光体单元16。在光学元件43和荧光体单元16之间设置1/4波长板14。根据需要，照明光学系统40还可以具有准直器12和15。
第二示例性实施例中的光源41优选地是发射P偏振激发光的蓝色激光器。通过准直器12将来自光源41的光转换成平行光并照射到用作光学元件的二向色镜43上。
图5示出了二向色镜43的光谱透射特性和由光源41生成的光的光谱。二向色镜43具有透射蓝色光的P偏振光分量和反射蓝色光的S偏振光分量的特性。由此二向色镜43能将从光源41发射的光分成作为第一线偏振光分量的P偏振光分量和作为第二线偏振光分量的S偏振光分量。在本示例性实施例中，二向色镜43基本上仅将作为第一线偏振光分量的P偏振光分量引导到荧光体单元16。
作为更具体的例子，关于P偏振光分量，二向色镜43透射等于或小于蓝色光的波长的波长的光，并且反射比蓝色光的波长足够大的波长的光。此外，关于S偏振光分量，二向色镜透射比蓝色光的波长足够短的波长的光，并且反射等于或大于蓝色光的波长的波长的光。由此，在蓝色光的波长带中，二向色镜43反射S偏振光分量并且透射P偏振光分量。从光源41发射的光的光谱属于该蓝色光的波长带。
二向色镜43能由分别具有不同折射率的电介质的多层膜构成。通过适当地调整例如电介质膜的折射率和膜厚度或电介质的叠层数量来确定预定截止波长，易于制作具有图5所示的光谱反射特性的二向色镜43。
由二向色镜43透射的蓝色光的P偏振光分量通过1/4波长板14和准直透镜15并照射到荧光体单元16中。由1/4波长板14将P偏振光转换成圆偏振光，并在荧光体单元16中会聚该圆偏振光。
荧光体单元16的构造与第一示例性实施例相同。当来自光源41的蓝色光照射到荧光体单元16的荧光体区16b和16c中时，从荧光体发射比蓝色光的波长长的波长的光。在本示例性实施例中，应用到荧光体区16b和16c的荧光体发射绿色光或红色光。
从荧光体发射的光被准直透镜15改变成平行光、通过1/4波长板14，并再次照射到二向色镜43中。如图5所示，二向色镜43反射红色光和绿色光。因此，从荧光体区16b和16c发射的红色光和绿色光在二向色镜42处被反射并在同一方向上从照明光学系统40发射。
当来自光源41的蓝色光照射到荧光体单元16的反射区16a中时，蓝色光被反射，并沿与红色光和绿色光相同的光路行进，然后通过准直透镜15和1/4波长板14。
该蓝色光被1/4波长板14从圆偏振光转换成S偏振光并照射到二向色镜43中。如图5所示，二向色镜43反射S偏振激发光，由此，由反射区16a反射的蓝色光沿与红色光和绿色光相同的光路通过并且从照明光学系统40发射。
根据上述构造，对每一波长的光，不需要使用不同的光学系统，由此，减少照明光学系统40的构成部件的数量，并且也减小照明光学系统的尺寸。
由照明光学系统40的二向色镜43反射的光通过积分器18、反射镜20、场透镜19、会聚透镜21和TIR棱镜23，而照射到图像形成元件22中。转换成图像光的光由图像形成元件22放大并通过投影透镜24投影在屏幕上。如在第一示例性实施例中，能将DMD用作图像形成元件22。
设置积分器18、场透镜19和会聚透镜21以将光均匀地且矩形地照射在图像形成元件22上。积分器18、反射镜20、场透镜19和会聚透镜21可以是照明光学系统40的构成元件。
上述第一和第二示例性实施例中的荧光体单元10和40具有两种荧光体区16b和16c。荧光体单元不限于该形式并且可以具有一种或三种或更多种荧光体区。根据照明光学系统的用途，适当地选择从每一荧光体区发射的光的波长。
在包括具有反射区和仅一种荧光体区的荧光体单元的照明光学系统中，能沿相同光路在同一方向上发射由光源产生的光和由荧光体产生的荧光。因此，在发射两种光，即由光源产生的光和来自荧光体的荧光的照明光学系统中，能减少构成部件的数量并且能减小尺寸。当使用这种照明光学系统构成显示全色的投影仪时，应当使用另一分开的光源。
尽管就本发明的优选示例性实施例提出了详细说明，但本发明不限于上述示例性实施例，并且应当理解到本发明对不偏离本发明的主旨的各种修改和修正是开放的。
参考符号列表
10，40   投影仪
11，41   光源
12   准直器
13，43   二向色镜（光学元件）
14   1/4波长板
15   准直器
16   荧光体单元
16a   反射区
16b   荧光体区
16c   荧光体区
17   马达
18   积分器
19   场透镜
20   反射镜
21   会聚透镜
22   图像形成元件
23   TIR棱镜
23a   空气间隙表面
24   投影透镜

Claims (13)

1.一种照明光学系统，包括：
光源，所述光源发射第一波长的光；
荧光体单元，所述荧光体单元包括：反射区，所述反射区反射所述第一波长的光；和荧光体区，所述荧光体区包括荧光体，通过所述第一波长的光的照射，所述荧光体发射与所述第一波长不同的波长的荧光，所述荧光体单元能够移动以便使来自所述光源的光依次地照射在所述荧光体区和所述反射区上；
光学元件，所述光学元件将所述第一波长的光分成第一线偏振光分量和第二线偏振光分量，所述第二线偏振光分量与所述第一线偏振光分量正交，所述光学元件将从所述光源发射的所述第一线偏振光分量引导到所述荧光体单元，由在所述反射区上反射的光和从所述荧光体区发射的光再次照射所述光学元件；以及
1/4波长板，所述1/4波长板被设置在所述光学元件和所述荧光体单元之间的光路上，其中
所述光学元件在同一方向上发射由所述反射区反射的所述第一波长的光以及由所述荧光体区发射的所述荧光，
其中，所述光学元件反射所述第一波长的光的所述第一线偏振光分量，并且透射所述荧光和所述第一波长的光的所述第二线偏振光分量。
2.根据权利要求1所述的照明光学系统，其中，来自所述光源的光的所述第一线偏振光分量通过所述1/4波长板并且被转换成圆偏振光，并且然后，所述圆偏振光照射到所述荧光体单元中。
3.根据权利要求2所述的照明光学系统，其中，所述第一线偏振光分量是与所述光学元件上的入射面正交的S偏振光分量，并且所述第二线偏振光分量是与所述入射面平行的P偏振光分量。
4.根据权利要求1所述的照明光学系统，其中，所述光学元件透射所述第一波长的光的所述第一线偏振光分量，并且反射所述荧光和所述第一波长的光的所述第二线偏振光分量。
5.根据权利要求4所述的照明光学系统，其中，所述第一线偏振光分量是与所述光学元件上的入射面平行的P偏振光分量，并且所述第二线偏振光分量是与所述入射面正交的S偏振光分量。
6.根据权利要求1所述的照明光学系统，其中，所述光源是发射具有所述第一线偏振光分量的蓝色光的激光器。
7.根据权利要求1所述的照明光学系统，进一步包括马达，所述马达驱动所述荧光体单元以绕旋转轴旋转，所述旋转轴与设置有所述反射区和所述荧光体区的一个表面正交。
8.根据权利要求1所述的照明光学系统，其中，所述荧光体区包括通过所述第一波长的光的照射而发射比所述第一波长长的第二波长的荧光的第一区，以及通过所述第一波长的光的照射而发射比所述第二波长长的第三波长的荧光的第二区。
9.根据权利要求2所述的照明光学系统，其中，所述光学元件反射所述第一波长的光的所述第一线偏振光分量，并且透射所述荧光和所述第一波长的光的所述第二线偏振光分量。
10.根据权利要求9所述的照明光学系统，其中，所述第一线偏振光分量是与所述光学元件上的入射面正交的S偏振光分量，并且所述第二线偏振光分量是与所述入射面平行的P偏振光分量。
11.根据权利要求2所述的照明光学系统，其中，所述光学元件透射所述第一波长的光的所述第一线偏振光分量，并且反射所述荧光和所述第一波长的光的所述第二线偏振光分量。
12.根据权利要求11所述的照明光学系统，其中，所述第一线偏振光分量是与所述光学元件上的入射面平行的P偏振光分量，并且所述第二线偏振光分量是与所述入射面正交的S偏振光分量。
13.一种投影仪，包括根据权利要求1所述的照明光学系统。
CN201180069447.9A 2011-03-18 2011-03-18 包括荧光体的照明光学系统和投影仪 Active CN103430093B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/056525 WO2012127554A1 (ja) 2011-03-18 2011-03-18 蛍光体を備えた照明光学系およびプロジェクタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103430093A CN103430093A (zh) 2013-12-04
CN103430093B true CN103430093B (zh) 2015-05-20

Family

ID=46878755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180069447.9A Active CN103430093B (zh) 2011-03-18 2011-03-18 包括荧光体的照明光学系统和投影仪

Country Status (5)

Country Link
US (3) US8985775B2 (zh)
EP (1) EP2687903B1 (zh)
JP (1) JP5743240B2 (zh)
CN (1) CN103430093B (zh)
WO (1) WO2012127554A1 (zh)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010034054A1 (de) * 2010-08-11 2012-02-16 Schott Ag Laserbasierte Weißlichtquelle
JP5842162B2 (ja) * 2011-03-23 2016-01-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置及びそれを用いた画像表示装置
CN103207507B (zh) * 2012-01-11 2015-07-08 中强光电股份有限公司 光源模组与投影装置
GB201213053D0 (en) * 2012-07-23 2012-09-05 Eis Optics Ltd Compact light engine
JP5974867B2 (ja) * 2012-11-30 2016-08-23 旭硝子株式会社 照明光学系、投影装置、偏向素子、偏光非解消拡散素子および波長選択発散状態変換素子
US9170475B2 (en) 2013-02-27 2015-10-27 Barco N.V. Light valve projector with laser-phosphor light converter
JP6232818B2 (ja) * 2013-03-15 2017-11-22 セイコーエプソン株式会社 照明装置及びプロジェクター
US20160062220A1 (en) * 2013-05-30 2016-03-03 Nec Display Solutions, Ltd. Light source device and projection-type display device
JP6206989B2 (ja) 2013-12-11 2017-10-04 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 冷却構造、照明光学系、投写型表示装置および冷却方法
JP6202655B2 (ja) * 2014-03-31 2017-09-27 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 光源装置およびプロジェクタ
DE102014221382A1 (de) * 2014-10-21 2016-04-21 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung mit Pumpstrahlungsquelle
CN107077053B (zh) 2014-10-28 2020-04-24 索尼公司 光源装置和投影仪
DE102014222130A1 (de) * 2014-10-29 2016-05-04 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung mit einer Wellenlängenkonversionsanordnung
JP6429300B2 (ja) 2015-04-24 2018-11-28 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 投射型表示システム、投射型表示装置及びタイミング調整方法
CN107615886B (zh) * 2015-05-22 2019-07-02 Nec显示器解决方案株式会社 照明装置、投影仪、显示系统和光源调节方法
EP3467584B1 (en) * 2016-05-24 2021-12-22 Sony Group Corporation Light source device and projection display device
JP6759853B2 (ja) * 2016-08-22 2020-09-23 株式会社リコー 照明装置、画像投射装置
US10546625B2 (en) 2016-09-27 2020-01-28 Spin Memory, Inc. Method of optimizing write voltage based on error buffer occupancy
CN108073022A (zh) * 2016-11-11 2018-05-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 投影机光源装置
JP6844220B2 (ja) * 2016-11-28 2021-03-17 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
CN106647126A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 苏州佳世达光电有限公司 光源装置以及投影装置
CN106773488B (zh) * 2017-01-13 2018-07-24 明基智能科技（上海）有限公司 激光投影机
CN106933015B (zh) * 2017-04-17 2019-04-26 苏州佳世达光电有限公司 投影装置以及投影装置的控制方法
JP6371439B1 (ja) * 2017-04-28 2018-08-08 株式会社ライトショー・テクノロジー 光源装置および投射型表示装置
CN107300825B (zh) * 2017-07-14 2020-05-01 苏州佳世达光电有限公司 激光投影机
CN107422595A (zh) * 2017-07-14 2017-12-01 苏州佳世达光电有限公司 激光投影机
CN107357125A (zh) * 2017-08-17 2017-11-17 深圳彩翼光电科技有限公司 一种激发光路系统
US10529439B2 (en) 2017-10-24 2020-01-07 Spin Memory, Inc. On-the-fly bit failure detection and bit redundancy remapping techniques to correct for fixed bit defects
US10656994B2 (en) 2017-10-24 2020-05-19 Spin Memory, Inc. Over-voltage write operation of tunnel magnet-resistance (“TMR”) memory device and correcting failure bits therefrom by using on-the-fly bit failure detection and bit redundancy remapping techniques
US10840439B2 (en) 2017-12-29 2020-11-17 Spin Memory, Inc. Magnetic tunnel junction (MTJ) fabrication methods and systems
US10886330B2 (en) 2017-12-29 2021-01-05 Spin Memory, Inc. Memory device having overlapping magnetic tunnel junctions in compliance with a reference pitch
JP6511546B1 (ja) * 2018-01-10 2019-05-15 株式会社ライトショー・テクノロジー 光源装置および投射型表示装置
JP6768204B2 (ja) * 2018-03-26 2020-10-14 カシオ計算機株式会社 光源装置及び投影装置
CN110543072B (zh) * 2018-05-29 2021-08-31 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
US10411185B1 (en) 2018-05-30 2019-09-10 Spin Memory, Inc. Process for creating a high density magnetic tunnel junction array test platform
US10600478B2 (en) 2018-07-06 2020-03-24 Spin Memory, Inc. Multi-bit cell read-out techniques for MRAM cells with mixed pinned magnetization orientations
CN108803222A (zh) * 2018-07-25 2018-11-13 苏州佳世达光电有限公司 偏振式合光装置及激光投影机
CN109164589A (zh) * 2018-09-18 2019-01-08 无锡视美乐激光显示科技有限公司 一种分光合光装置及光源系统
US10971680B2 (en) 2018-10-01 2021-04-06 Spin Memory, Inc. Multi terminal device stack formation methods
JP7031567B2 (ja) * 2018-11-29 2022-03-08 株式会社リコー 光源光学系、光源装置及び画像投射装置
JP2022075311A (ja) 2020-11-06 2022-05-18 キヤノン株式会社 光源装置、およびこれを備える画像投写装置
CN115542649B (zh) * 2022-11-24 2023-04-07 滁州市大眼橙数字科技有限公司 一种投影照明光源装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08327964A (ja) * 1995-06-02 1996-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 投写型画像表示装置
JP4086664B2 (ja) 2003-01-07 2008-05-14 三菱電機株式会社 照明光学系構造及び投写型表示装置
US20050231651A1 (en) * 2004-04-14 2005-10-20 Myers Timothy F Scanning display system
US7070300B2 (en) * 2004-06-04 2006-07-04 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Remote wavelength conversion in an illumination device
JP4513516B2 (ja) 2004-11-11 2010-07-28 株式会社日立製作所 映像表示装置
US7540616B2 (en) * 2005-12-23 2009-06-02 3M Innovative Properties Company Polarized, multicolor LED-based illumination source
JP4662185B2 (ja) 2008-05-15 2011-03-30 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP4900736B2 (ja) 2009-03-31 2012-03-21 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP5327529B2 (ja) 2009-04-22 2013-10-30 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP4742349B2 (ja) 2009-06-30 2011-08-10 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP5333852B2 (ja) 2009-09-14 2013-11-06 カシオ計算機株式会社 プロジェクタ
JP5796272B2 (ja) * 2009-09-28 2015-10-21 カシオ計算機株式会社 光源装置、投影装置及び投影方法
JP2011075919A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Casio Computer Co Ltd 光源装置、投影装置及び投影方法
JP5671666B2 (ja) 2010-02-12 2015-02-18 日立マクセル株式会社 固体光源装置及び投射型表示装置
JP5617288B2 (ja) * 2010-03-18 2014-11-05 セイコーエプソン株式会社 照明装置及びプロジェクター
CN102235618B (zh) * 2010-04-23 2014-11-19 中强光电股份有限公司 照明模块与投影装置
JP2011248272A (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 Sanyo Electric Co Ltd 光源装置及び投写型映像表示装置
JP5469014B2 (ja) 2010-08-09 2014-04-09 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 投写型表示装置
CN102375314B (zh) * 2010-08-09 2013-12-04 台达电子工业股份有限公司 光源系统及其适用的投影机
JP2012108486A (ja) 2010-10-21 2012-06-07 Panasonic Corp 光源装置および画像表示装置
JP2012123180A (ja) 2010-12-08 2012-06-28 Seiko Epson Corp 光源装置およびプロジェクター

Also Published As

Publication number Publication date
US9407886B2 (en) 2016-08-02
JPWO2012127554A1 (ja) 2014-07-24
US8985775B2 (en) 2015-03-24
US20160088269A1 (en) 2016-03-24
WO2012127554A1 (ja) 2012-09-27
EP2687903A1 (en) 2014-01-22
JP5743240B2 (ja) 2015-07-01
US20130343033A1 (en) 2013-12-26
US9229306B2 (en) 2016-01-05
US20150177607A1 (en) 2015-06-25
EP2687903A4 (en) 2014-11-12
EP2687903B1 (en) 2018-11-28
CN103430093A (zh) 2013-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103430093B (zh) 包括荧光体的照明光学系统和投影仪
CN107870503B (zh) 照明装置和投影仪
US8955985B2 (en) Lighting device and projection-type display device using same
JP5601092B2 (ja) 照明装置及びプロジェクター
JP6232818B2 (ja) 照明装置及びプロジェクター
JP5617288B2 (ja) 照明装置及びプロジェクター
US20160062221A1 (en) Illumination optical system and projector
CN110632815B (zh) 光源装置和投影仪
JP7081328B2 (ja) 光源装置及びプロジェクター
JP2019219625A (ja) 照明装置及びプロジェクター
JP2020008722A (ja) 照明装置及びプロジェクター
CN113296341B (zh) 照明系统
JP2020024318A (ja) 光源装置およびプロジェクター
JP2018021990A (ja) 光源装置、及びプロジェクター
US10551031B2 (en) Light source apparatus and projection display apparatus
CN109564377A (zh) 投影仪
JP2018004755A (ja) 光合成光学素子、照明装置及びプロジェクター
JP2015108830A (ja) 蛍光体を備えた照明光学系、プロジェクタ、および照射方法
JP6705598B2 (ja) プロジェクタおよび画像投写方法
JP2016066086A (ja) 照明装置及びプロジェクター
JP2016194699A (ja) 蛍光体を備えた照明光学系およびプロジェクタ
CN212031908U (zh) 光源装置以及投影型显示装置
JP2014211480A (ja) 照明光学系、及びそれを用いた投射型表示装置、表示装置
JP2017156616A (ja) 蛍光ホイール、光源装置およびプロジェクタ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Sharp NEC display solutions Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: NEC DISPLAY SOLUTIONS, Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder