DE112019004121T5

DE112019004121T5 - Lichtquellenvorrichtung und anzeigevorrichtung vom projektionstyp

Info

Publication number: DE112019004121T5
Application number: DE112019004121.5T
Authority: DE
Inventors: Yosuke Narita; Hideaki Okano
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2018-08-16
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2021-05-20
Also published as: CN112567294A; US20210314537A1; CN112567294B; US11490059B2; KR20210042098A; WO2020036013A1

Abstract

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Homogenität von Laserlicht zu verbessern, das von einer Lichtquellenvorrichtung erzeugt wird, die eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle umfasst. Die vorliegende Erfindung stellt eine Lichtquellenvorrichtung bereit, die aufweist: eine Gruppe von Laserlichtern, die mindestens eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle (111R-1 usw.) und mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle (111B-1 usw.), die farbiges Licht emittiert, das sich von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle unterscheidet, umfasst; eine Kollimatorlinse (112R-1 usw.), die mindestens eine zylindrische Oberfläche hat und das von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle (111R-1 usw.) emittierte Laserlicht anpasst; und Lichtleiter (113, 114 usw.), die die Farben des Laserlichts, das von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle (111R-1 usw.) ausgetreten ist und die zylindrische Oberfläche passiert hat, und des Laserlichts, das von der mindestens einen Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle (111B-1 usw.) ausgetreten ist, kombinieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Technologie betrifft eine Lichtquellenvorrichtung und eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp. Insbesondere betrifft die vorliegende Technologie eine Lichtquellenvorrichtung, die in der Lage ist, eine Beleuchtungsstärke von Laserlicht einheitlich zu bilden, und eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die die Lichtquellenvorrichtung umfasst.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein optisches Modul, das eine der Hauptkomponenten einer Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist, ist im Allgemeinen aus einem optischen Beleuchtungssystem, das eine Lichtquelle umfasst, und einem optischen Projektionssystem, das ein Lichtmodulationselement umfasst, gebildet. Als die Lichtquelle kann eine Leuchtdioden(LED)-Lichtquelle oder eine Halbleiterlaser(LD)-Lichtquelle verwendet werden. Da LED und LD klein sind, werden sie z.B. als Lichtquellen für kleine Anzeigevorrichtungen vom Projektionstyp wie Pico-Projektoren und tragbare Projektoren verwendet, die leicht zu tragen sind.
Bisher sind Techniken zur Verbesserung des optischen Beleuchtungssystems der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp vorgeschlagen worden. Beispielsweise offenbart das nachstehend aufgeführte Patentdokument 1 eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine Lichtquelle und ein optisches System für einheitliche Beleuchtung mit einer ersten Fliegenaugenlinse umfasst, die eine Mehrzahl von zweidimensional angeordneten Linsen umfasst und Licht basierend auf emittiertem Licht von der Lichtquelle durchlässt, wobei das auf die erste Fliegenaugenlinse einfallende Licht eine Richtcharakteristik hat, sich eine erste Bezugsrichtung in einer Oberflächenform eines Beleuchtungszielbereichs entlang einer Richtung erstreckt, die im Wesentlichen parallel zu einer Hauptachsenrichtung oder einer Nebenachsenrichtung einer Intensitätsverteilungsform des auf die erste Fliegenaugenlinse einfallenden Lichts ist, und eine periodische Richtung einer Anordnung der Linse in der ersten Fliegenaugenlinse in Bezug auf die Hauptachsenrichtung oder die Nebenachsenrichtung geneigt ist (Anspruch 1). Durch die vorstehende Konfiguration kann die Beleuchtungsvorrichtung ungleichmäßige Helligkeit des Beleuchtungslichts reduzieren (Absatz 0012) .
LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: WO 2016/047450
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
Wenn die Helligkeit einer kleinen Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp erhöht werden kann, kann dem Benutzer ein klareres Bild dargestellt werden. Ferner kann es durch die Erhöhung der Helligkeit unnötig sein, den Raum zu verdunkeln, in dem die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp verwendet wird.
Um die Helligkeit der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp zu erhöhen, ist es z.B. denkbar, eine Lichtquellenvorrichtung zu verwenden, die eine Laserlichtquelle vom Mehrfach-Emitter-Typ umfasst. Obwohl die Laserlichtquelle vom Mehrfach-Emitter-Typ eine hohe Ausgabe hat, hat das von der Laserlichtquelle emittierte Laserlicht jedoch Lichtströme, die von der Anzahl von Emittern in Abhängigkeit von der optischen Weglänge von der Lichtquelle zu der Kondensationsposition geteilt werden, was eine Verringerung der Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke bewirken kann. Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Technologie, die Einheitlichkeit von Laserlicht zu verbessern, das von einer Lichtquellenvorrichtung erzeugt wird, die eine Laserlichtquelle vom Mehrfach-Emitter-Typ umfasst.
PROBLEMLÖSUNGEN
Die vorliegende Technologie stellt eine Lichtquellenvorrichtung bereit, die umfasst:

eine Gruppe von Laserlichtquellen, die mindestens eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, die ein farbiges Licht emittiert, das sich von dem der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle unterscheidet, umfasst;
eine Kollimatorlinse mit mindestens einer zylindrischen Oberfläche, die ein von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht anpasst; und
eine Lichtleitereinheit, die eine Farbsynthese eines Laserlichts, das von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird und die zylindrische Oberfläche passiert hat, und eines Laserlichts, das von der mindestens einen Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird, durchführt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Lichtquellenvorrichtung ferner ein optisches Integratorsystem umfassen, das einen durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstrom in im Wesentlichen paralleles Licht umwandelt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann das optische Integratorsystem mit einem Element für zweidimensionale räumliche Modulation verbunden sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Lichtquellenvorrichtung verwendet werden, um eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp zu bilden, und
kann ein Einfallswinkel θ(°) des Lichtstroms auf das optische Integratorsystem innerhalb eines Bereichs liegen, der durch eine folgende Formel (1) dargestellt wird, $θ < 180 / π \cdot {sin}^{- 1} (NA)$
(wobei NA = 1/(2*F#), F# = EFL/D, F# eine Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist, EFL eine Brennweite der Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist und D ein Blendendurchmesser der Projektionslinse ist). Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Lichtleitereinheit eine zylindrische Linse mit einem Krümmungsradius von 10 mm < R < 100 mm oder einen zylindrischen Spiegel mit einem Krümmungsradius von -100 mm < R < -10 mm umfassen, und
kann die zylindrische Linse oder der zylindrische Spiegel auf einem Strahlengang eines von der Kollimatorlinse angepassten Laserlichts angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Lichtleitereinheit einen dichroitischen Spiegel umfassen, der das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Laserlicht und/oder das von der Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Laserlicht transmittiert oder reflektiert, und hat der dichroitische Spiegel optische Eigenschaften, die ein Ablenkungsverhältnis von Laserlicht verbessern.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Lichtquellenvorrichtung ein optisches Polarisationselement umfassen, das auf einem Strahlengang des durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstroms angeordnet ist, und kann der Lichtstrom auf das optische Element für Polarisation im Wesentlichen im Brewster-Winkel einfallen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann eine Mehrzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen und/oder eine Mehrzahl von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen so angeordnet sein, dass eine Fortbewegungsrichtung eines im Wesentlichen mittleren Teils jedes Laserlichts auf einer Emissionsoberfläche jeder der Lichtquellen nicht in der gleichen Ebene liegt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Lichtquellenvorrichtung ferner ein zweites optisches Integratorsystem umfassen, das auf einem Strahlengang zwischen der Lichtleitereinheit und dem optischen Integratorsystem angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann das zweite optische Integratorsystem zwei Fliegenaugenoberflächen umfassen, wobei die zwei Fliegenaugenoberflächen den gleichen Krümmungsradius R haben und
kann ein Einfallswinkel θ(°) des Lichtstroms auf die Fliegenaugenoberfläche auf einer Seite der Lichtleitereinheit innerhalb eines Bereichs liegen, der durch eine folgende Formel (2) dargestellt wird, $θ < 180 / π \cdot {tan}^{- 1} (h / f)$
(wobei $f = {nR}^{2} / ((n - 1) (2 nR - t (n - 1))),$
h eine Bildhöhe (mm) einer Zelle einer Fliegenaugenlinse, f eine Brennweite (mm) der Fliegenaugenlinse, n ein Brechungsindex der Fliegenaugenlinse, R ein Krümmungsradius (mm) der Fliegenaugenlinse und t eine Kerndicke (mm) der Fliegenaugenlinse ist).
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle eine Breit-Emitter-Laserlichtquelle umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Kollimatorlinse eine konkave zylindrische Oberfläche haben und kann ein Krümmungsradius der konkaven zylindrischen Oberfläche -3 mm bis -0,5 mm betragen.
Ferner stellt die vorliegende Technologie eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp bereit, die eine Lichtquellenvorrichtung umfasst, die umfasst:

eine Gruppe von Laserlichtquellen, die mindestens eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, die ein farbiges Licht emittiert, das sich von dem der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle unterscheidet, umfasst;
eine Kollimatorlinse mit mindestens einer zylindrischen Oberfläche, die ein von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht anpasst; und
eine Lichtleitereinheit, die eine Farbsynthese eines Laserlichts, das von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird und die zylindrische Oberfläche passiert hat, und eines Laserlichts, das von der mindestens einen Laserlichtquelle emittiert wird, durchführt.

Figurenliste

1A ist eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp darstellt, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst.
1B ist eine Ansicht, in der Strahlengänge zu der in 1A darstellten Lichtquellenvorrichtung hinzugefügt sind.
1C ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Laserlichtquelleneinheit darstellt.
1D ist eine perspektivische Ansicht der Laserlichtquelleneinheit.
1E ist eine Ansicht, die Strahlengänge von blauen Laserlichtern in der Laserlichtquelleneinheit darstellt.
1F ist eine perspektivische Ansicht, die die Strahlengänge der blauen Laserlichter in der Laserlichtquelleneinheit darstellt.
1G ist eine perspektivische Ansicht, die Strahlengänge in der Laserlichtquelleneinheit darstellt.
2 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Laserlichtquelleneinheit darstellt, die in der Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie enthalten ist.
3 ist eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp darstellt, die die Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst.
4A ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Laserlichtquelleneinheit darstellt.
4B ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Laserlichtquelleneinheit darstellt.
5A ist eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie darstellt.
5B ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Weise der Verwendung der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie darstellt.
5C ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Weise der Verwendung der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie darstellt.
5D ist eine Ansicht, die eine Oberfläche darstellt, auf der eine Projektionsöffnung für Bildanzeigevorrichtungslicht in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie angeordnet ist.
6 ist eine schematische Ansicht von Simulationsinhalten eines Strahlprofils und ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis darstellt.
7 ist eine schematische Ansicht von Simulationsinhalten eines Strahlprofils und ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis darstellt.
8A ist eine schematische Ansicht von Simulationsinhalten eines Strahlprofils.
8B ist ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis eines Strahlprofils darstellt.
9A ist ein schematisches Diagramm, das Simulationsinhalte eines Strahlprofils darstellt.
9B ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse von Strahlprofilen darstellt.
9C ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse der Strahlprofile darstellt.
10A ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse von Strahlprofilen darstellt.
10B ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse von Strahlprofilen darstellt.
11 ist ein Diagramm, das Ergebnisse einer Simulation zur Bestätigung einer Beleuchtungsverteilung auf einem Flüssigkristallanzeigefeld eines Elements für zweidimensionale räumliche Modulation in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp darstellt.
12 ist ein Diagramm, das Ergebnisse einer Simulation zur Bestätigung einer Beleuchtungsverteilung auf einem Flüssigkristallanzeigefeld eines Elements für zweidimensionale räumliche Modulation in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp darstellt.
13 ist ein Diagramm, das Ergebnisse einer Simulation zur Bestätigung einer Beleuchtungsverteilung eines Bildes darstellt, das von einem zweiten optischen Integratorsystem in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gebildet wird.
14 ist ein Diagramm, das Ergebnisse einer Simulation zur Bestätigung der Beleuchtungsverteilung eines Bildes darstellt, das von einem zweiten optischen Integratorsystem in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gebildet wird.

AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen zur Ausführung der vorliegenden Technologie beschrieben. Es ist anzumerken, dass die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen repräsentative Ausführungsformen der vorliegenden Technologie sind und der Umfang der vorliegenden Technologie nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Es ist anzumerken, dass die vorliegende Technologie in der folgenden Reihenfolge beschrieben wird.

1. Erste Ausführungsform (Lichtquellenvorrichtung)
- (1) Beschreibung der ersten Ausführungsform
- (2) Erstes Beispiel der ersten Ausführungsform (Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst)
- (3) Zweites Beispiel der ersten Ausführungsform (Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst)
- (4) Drittes Beispiel der ersten Ausführungsform (ein weiteres Beispiel einer Laserlichtquelleneinheit)
2. Zweite Ausführungsform (Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp)
3. Beispiel

Erste Ausführungsform (Lichtquellenvorrichtung)
Beschreibung der ersten Ausführungsform
In einer Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie passiert ein von mindestens einer Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht eine Kollimatorlinse mit mindestens einer zylindrischen Oberfläche. So hat ein Fernfeldmuster (nachstehend auch als FFP bezeichnet) der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle eine ähnliche Form wie das FFP der Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle. Folglich wird die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke von farbsynthetisierten Laserlichtern verbessert. Wie vorstehend beschrieben, kann die Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie ein Laserlicht mit einer einheitlichen Beleuchtungsstärke auch dann emittieren, wenn sie die Laserlichtquelle vom Mehrfach-Emitter-Typ umfasst. Somit ist es z.B. durch die Verwendung einer Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie als ein optisches Beleuchtungssystem einer Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp möglich, ein Bild mit hoher Helligkeit und einheitlicher Beleuchtungsstärke zu projizieren.
Es ist denkbar, die Anzahl von Laserlichtquellen in der Lichtquellenvorrichtung zu erhöhen, um die Helligkeit einer kleinen Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp zu erhöhen. In einem Fall, in dem die Anzahl von Laserlichtquellen erhöht wird, ist jedoch ein größerer Raum für die Anordnung der erhöhten Anzahl von Laserlichtquellen erforderlich und wird es schwierig, die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp zu verkleinern.
Die Entwicklung einer Laserlichtquelle mit einer hohen Ausgabe ist ebenfalls in Gang und Beispiele für die Laserlichtquelle mit einer hohen Ausgabe können die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle umfassen. Durch die Verwendung der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle ist es auch möglich, die Anzahl von Lichtquellen zu reduzieren. Allerdings wird ein von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierter Lichtstrom durch die Anzahl von Lichtemissionspunkten der Lichtquelle geteilt. Selbst wenn z.B. eine asphärische Linse verwendet wird, um das Fernfeldmuster (nachstehend auch als FFP bezeichnet) der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle anzupassen, wird der Lichtstrom immer noch in Abhängigkeit von der optischen Weglänge von der Lichtquelle zu der Kondensationsposition geteilt. Somit können in einem Fall, in dem der Lichtstrom von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und der Lichtstrom von einer anderen Laserlichtquelle kombiniert werden, das FFP der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und das FFP der anderen Laserlichtquelle unterschiedlich sein. In einem Fall, in dem eine Lichtquellenvorrichtung, die die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und die andere Laserlichtquelle umfasst, für die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp verwendet wird, kann der Unterschied die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des projizierten Bildes verringern.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, kann aber einen Lichtstrom mit hoher Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke bilden. Da die Lichtquellenvorrichtung die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle verwendet, kann sie ferner verkleinert werden und gleichzeitig eine hohe Ausgabe aufweisen. Somit kann die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die die Lichtquellenvorrichtung umfasst, ein Bild mit einheitlicher Beleuchtungsstärke bereitstellen und kann die Vorrichtung heller und auch kleiner gemacht werden.
Ferner ist es in einem Fall, in dem eine Lichtquellenvorrichtung eine Mehrzahl von Laserlichtquellen umfasst, notwendig, eine zweidimensionale oder dreidimensionale Anordnung der Mehrzahl von Laserlichtquellen zu konzipieren, um eine Mehrzahl von Laserlichtern zu synthetisieren, die von der Mehrzahl von Laserlichtquellen emittiert werden. Beispielsweise ist es notwendig, die Mehrzahl von Laserlichtern, die von der Mehrzahl von Laserlichtquellen, die an verschiedenen Positionen angeordnet sind, emittiert werden, auf eine Stelle zu lenken. In diesem Fall erreicht jedes der Mehrzahl von Laserlichtern die eine Stelle aus verschiedenen Richtungen. In einem Fall, in dem die Mehrzahl von Laserlichtquellen die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle umfasst, wird der von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Lichtstrom wie vorstehend beschrieben geteilt und neigt somit dazu, den Bereich eines an der einen Stelle zulässigen Einfallswinkels zu überschreiten. Beispielsweise überschreitet der von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Lichtstrom den Bereich eines für ein optisches Integratorsystem zulässigen Einfallswinkels und kann es zu einem Verlust des Lichtstroms kommen.
Um den Einfallswinkel auf das optische Integratorsystem (z.B. eine Fliegenaugenlinse) zu verringern, ist es denkbar, den Abstand von jeder Laserlichtquelle zu einer Einfallsoberfläche des optischen Integratorsystems zu vergrößern. Die Vergrößerung des Abstands bedeutet jedoch, dass die Größe der Lichtquellenvorrichtung zunimmt, und kann z.B. die Verkleinerung der Bildanzeigevorrichtung vom Projektionstyp behindern.
In der Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie ist es, wie vorstehend beschrieben, möglich zu verhindern, dass der Lichtstrom des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts geteilt wird. Somit kann der Bereich des Einfallswinkels leicht erfüllt werden und kann der Verlust des Lichtstroms verhindert werden.
Erstes Beispiel der ersten Ausführungsform (Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst)
Ein Beispiel einer Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie wird nachstehend mit Bezugnahme auf 1A bis 1G beschrieben. 1A ist ein Beispiel einer schematischen Ansicht einer Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 100, die die Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst. 1B ist eine Ansicht, in der Strahlengänge von Laserlichtern, die von entsprechenden Laserlichtquellen emittiert werden, zu 1A hinzugefügt sind. 1C bis 1G sind Ansichten, die nur eine Laserlichtquelleneinheit der Lichtquellenvorrichtung darstellen. Die in diesen Ansichten dargestellte Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 100 ist eine Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die ein Einzelanzeigefeldelement für räumliche Modulation (z.B. ein reflektierendes Flüssigkristallanzeigefeld) für rot-(R), grün-(G) und blau-(B)farbige Lichter umfasst. Die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp projiziert Licht der Bildanzeigevorrichtung auf eine beliebige Projektionsoberfläche und das auf die Projektionsoberfläche projizierte Bild kann von Menschen visuell erkannt werden. Ferner sind in 1B die Strahlengänge der farbigen Lichter von R, G und B durch gepunktete Linien, abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien bzw. durchgezogene Linien dargestellt und stellen diese Linien alle im Wesentlichen die Mitte des Strahlenganges jedes Laserlichts dar. Ferner sind in 1B die Strahlengänge einer Mehrzahl von Laserlichtern, die z.B. durch einen dichroitischen Spiegel oder dergleichen synthetisiert werden, Seite an Seite dargestellt, überlappen sich die synthetisierten Laserlichter in einer tatsächlichen Vorrichtung jedoch. Die Strahlengänge in anderen Zeichnungen sind ähnlich ausgelegt.
Wie in 1A dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 100 eine Laserlichtquelleneinheit 110, ein optisches Integratorsystem 120, ein polarisierendes Strahlteiler(PBS)-Prisma 130, ein Element für zweidimensionale räumliche Modulation 140 und eine Projektionslinse (Projektionseinrichtung) 150. Die Laserlichtquelleneinheit 110 bildet eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie.
In 1C ist nur die Laserlichtquelleneinheit 110 aus 1A dargestellt. Wie in 1C dargestellt, umfasst die Laserlichtquelleneinheit 110 eine Gruppe von Laserlichtquellen 111, eine Gruppe von Kollimatorlinsen 112 und eine Lichtleitereinheit 115.
Die Gruppe von Laserlichtquellen 111 umfasst drei Laserlichtquellen 111R-1, 111R-2 und 111R-3, die rotfarbige Lichter emittieren, drei Laserlichtquellen 111G-1, 111G-2 und 111G-3, die grünfarbige Lichter emittieren, und zwei Laserlichtquellen 111B-1 und 111B-2, die blaufarbige Lichter emittieren. Diese Laserlichtquellen können Halbleiterlaser sein.
Nachstehend werden die Laserlichtquellen 111R-1, 111R-2 und 111R-3 auch zusammen als eine Gruppe von Laserlichtquellen 111R bezeichnet. Die Laserlichtquellen 111G-1, 111G-2 und 111G-3 werden auch zusammen als eine Gruppe von Laserlichtquellen 111G bezeichnet. Die Laserlichtquellen 111B-1 und 111B-2 werden auch zusammen als eine Gruppe von Laserlichtquellen 111B bezeichnet.
Die Laserlichtquellen 111R-1, 111R-2 und 111R-3 sind alle Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen. Eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle ist eine Laserlichtquelle mit einer Mehrzahl von Lichtemissionspunkten (Emittern). In der vorliegenden Technologie kann eine in der Technik bekannte Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle als die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle verwendet werden. Die Anzahl von Emittern (Lichtemissionspunkten) der in der vorliegenden Technologie verwendeten Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle beträgt zwei oder mehr, z.B. zwei bis zehn und insbesondere zwei bis fünf.
In 1A wird eine Laserlichtquelle, die ein rotes Laserlicht emittiert, als die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle verwendet, es kann aber auch eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle als eine Laserlichtquelle verwendet werden, die eine andere Farbe emittiert (z.B. grün oder blau oder dergleichen).
In 1A ist die Gesamtanzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen drei, die Anzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die in der Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie enthalten sind (insbesondere die Anzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die rotfarbige Lichter emittieren), kann jedoch mindestens eins betragen, z.B. eins bis zehn, insbesondere eins bis fünf.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie ist die Anzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die in der Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie enthalten sind (insbesondere die Anzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die rotfarbige Lichter emittieren), eine Mehrzahl (zwei oder mehr) und kann z.B. zwei bis zehn, insbesondere zwei bis fünf, betragen. Dadurch ist es möglich, die Helligkeit des projizierten Bildes zu erhöhen.
In dieser Ausführungsform kann die Mehrzahl der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen so angeordnet sein, dass die Fortbewegungsrichtung des im Wesentlichen mittleren Teils jedes Laserlichts auf der Emissionsoberfläche jeder dieser Lichtquellen in der gleichen Ebene liegt. Beispielsweise ist die Gruppe von Laserlichtquellen 111R in 1C und 1D so angeordnet, dass die Fortbewegungsrichtung des im Wesentlichen mittleren Teils des Laserlichts auf jeder Emissionsoberfläche der Gruppe von Laserlichtquellen 111R in der gleichen Ebene liegt.
Alternativ kann in dieser Ausführungsform die Mehrzahl der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen so angeordnet sein, dass die Fortbewegungsrichtung des im Wesentlichen mittleren Teils des Laserlichts auf der Emissionsoberfläche jeder dieser Lichtquellen nicht in der gleichen Ebene liegt. Beispielsweise können eine oder zwei der in 1C und 1D dargestellten Gruppe von Laserlichtquellen 111R so angeordnet sein, dass sie sich auf einer Vorderseite oder einer Rückseite der Papieroberfläche von 1C befinden. Wenn beispielsweise die Papieroberfläche von 1C eine XY-Ebene ist und die Richtungen der Vorderseite und der Rückseite rechtwinklig zu der XY-Ebene Z-Achsen-Richtungen sind, wie in 1D dargestellt, kann die Gruppe von Laserlichtquellen 111R so angeordnet sein, dass die Fortbewegungsrichtung von einem oder zwei Laserlichtern auf der Emissionsoberfläche nicht in der gleichen XY-Ebene liegt. Durch eine derartige Verschiebung der Position der Laserlichtquelle in der Z-Achsen-Richtung kann die Lichtquellenvorrichtung in der XY-Ebene kompakt gestaltet werden, d. h. eine Ausdehnung der Vorrichtungsgröße in einer Grundflächenrichtung kann unterdrückt werden.
Die Laserlichtquellen 111G-1, 111G-2 und 111G-3, sowie die Laserlichtquellen 111B-1 und 111B-2 sind Breit-Emitter-Laserlichtquellen. Die Gruppen von Laserlichtquellen 111G und 111B sind in der vorliegenden Technologie Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen.
In 1A werden die Breit-Emitter-Laserlichtquellen als die Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen verwendet, es können aber auch andere Typen von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen verwendet werden. In der vorliegenden Technologie kann eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle z.B. eine Einzel-Emitter-Laserlichtquelle, insbesondere eine Breit-Emitter-Laserlichtquelle, sein.
In 1A wird die Laserlichtquelle, die ein blaues oder grünes Laserlicht emittiert, als die Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle verwendet, es kann jedoch auch eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle als die Laserlichtquelle verwendet werden, die eine andere Farbe emittiert (z.B. rot oder dergleichen).
In 1A ist die Gesamtanzahl von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen fünf, die Anzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die in der Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie enthalten sind, kann jedoch mindestens eins betragen, z.B. eins bis zwanzig, insbesondere eins bis zehn.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie ist die Anzahl von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die in der Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie enthalten sind (insbesondere die Gesamtanzahl von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die blau- oder grünfarbige Lichter emittieren), eine Mehrzahl (zwei oder mehr) und kann z.B. 2 bis 20, insbesondere 2 bis 10 betragen. Somit ist es möglich, die Helligkeit des projizierten Bildes zu erhöhen. Beispielsweise ist die Anzahl von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die blaufarbige Lichter emittieren, eine Mehrzahl (zwei oder mehr) und kann z.B. 2 bis 10, insbesondere 2 bis 5, betragen, und ist die Anzahl von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen, die grünfarbige Lichter emittieren, eine Mehrzahl (zwei oder mehr) und kann z.B. 2 bis 10, insbesondere 2 bis 5, betragen.
In dieser Ausführungsform kann die Mehrzahl der Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen so angeordnet sein, dass die Fortbewegungsrichtung des im Wesentlichen mittleren Teils des Laserlichts auf der Emissionsoberfläche jeder dieser Lichtquellen in der gleichen Ebene liegt.
Alternativ kann in dieser Ausführungsform die Mehrzahl der Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen so angeordnet sein, dass die Fortbewegungsrichtung des im Wesentlichen mittleren Teils jedes Laserlichts auf der Emissionsoberfläche jeder dieser Lichtquellen nicht in der gleichen Ebene liegt. Beispielsweise unterscheidet sich, wie in den perspektivischen Ansichten von 1D und 1F dargestellt, eine Position der Laserlichtquelle 111G-2 in der Z-Achsen-Richtung von Positionen der Laserlichtquellen 111G-3 und 111B-2 in der Z-Achsen-Richtung, d.h. die Fortbewegungsrichtung des im Wesentlichen mittleren Teils des Laserlichts auf der Emissionsoberfläche der Laserlichtquelle 111G-2 liegt nicht in der gleichen Ebene, die durch die Fortbewegungsrichtungen der Laserlichter auf den Emissionsoberflächen der Laserlichtquellen 111G-3 und 111B-2 gebildet wird. Durch Anordnen der mehreren Laserlichtquellen derart, dass die Positionen in der Z-Achsen-Richtung auf diese Weise unterschiedlich sind, kann die Lichtquellenvorrichtung in der XY-Ebene kompakt gestaltet werden. Gleichzeitig können ein Reflexionsspiegel und ein dichroitischer Spiegel in der nachstehend beschriebenen Lichtleitereinheit 115 in der Z-Achsen-Richtung versetzt angeordnet sein.
Die Gruppe von Kollimatorlinsen 112 umfasst Kollimatorlinsen 112R-1, 112R-2 und 112R-3, die unmittelbar vor den drei entsprechenden Laserlichtquellen 111R-1, 111R-2 und 111R-3 angeordnet sind, die rotfarbige Lichter emittieren, Kollimatorlinsen 112G-1, 112G-2 und 112G-3, die unmittelbar vor den drei entsprechenden Laserlichtquellen 111G-1, 111G-2 und 111G-3 angeordnet sind, die grünfarbige Lichter emittieren, und Kollimatorlinsen 112B-1 und 112B-2, die unmittelbar vor den zwei entsprechenden Laserlichtquellen 111B-1 und 111B-2 angeordnet sind, die blaufarbige Lichter emittieren.
Nachstehend werden die Kollimatorlinsen 112R-1, 112R-2 und 112R-3 auch zusammen als eine Gruppe von Kollimatorlinsen 112R bezeichnet. Die Kollimatorlinsen 112G-1, 112G-2 und 112G-3 werden auch zusammen als eine Gruppe von Kollimatorlinsen 112G bezeichnet. Die Kollimatorlinsen 112B-1 und 112B-2 werden auch zusammen als eine Gruppe von Kollimatorlinsen 112B bezeichnet.
Die Kollimatorlinsen 112R-1, 112R-2 und 112R-3 passen Laserlichter an, die von den Laserlichtquellen 111R-1, 111R-2 bzw. 111R-3, die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen sind, emittiert werden.
Jede der Gruppe von Kollimatorlinsen 112R kann so angeordnet sein, dass jedes Laserlicht, das von jeder der Gruppe von Laserlichtquellen 111R emittiert wird, angepasst wird, bevor es mit einem anderen Laserlicht kombiniert wird.
Die Kollimatorlinse 112R-1 ist eine Linse mit einer konkaven zylindrischen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche. Die Kollimatorlinse 112R-1 ist so angeordnet, dass die konkave zylindrische Oberfläche auf der Seite der Laserlichtquelle 111R-1 (der Einfallsoberfläche des Laserlichts) angeordnet ist und die konvexe asphärische Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite (der Emissionsoberfläche des Laserlichts) der Seite der Laserlichtquelle 111R-1 angeordnet ist. Das heißt, wie in 1B dargestellt, fällt das von der Laserlichtquelle 111R-1 emittierte Laserlicht von der konkaven zylindrischen Oberfläche in die Kollimatorlinse 112R-1 ein, bewegt sich in der Kollimatorlinse 112R-1 fort und tritt dann von der konvexen asphärischen Oberfläche aus der Kollimatorlinse 112R-1 aus.
In ähnlicher Weise sind die Kollimatorlinsen 112R-2 und 112R-3 Linsen mit einer konkaven zylindrischen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche. Die Kollimatorlinsen 112R-2 und 112R-3 sind so angeordnet, dass die konkave zylindrische Oberfläche auf der Seite der Laserlichtquelle und die konvexe asphärische Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite der Seite der Laserlichtquelle angeordnet ist.
Beispielsweise können, wie in 1A dargestellt, die Kollimatorlinsen 112R-1, 112R-2 und 112R-3 alle unmittelbar vor den lichtemittierenden Oberflächen der Laserlichtquellen 111R-1, 111R-2 und 111R-3 angeordnet sein. In der vorliegenden Technologie kann der Abstand zwischen der lichtemittierenden Oberfläche der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und der emittierenden Oberfläche (Oberseite der konvexen asphärischen Oberfläche) der Kollimatorlinse, die unmittelbar vor der lichtemittierenden Oberfläche angeordnet ist, von einem Fachmann in Abhängigkeit von der Form eines erwünschten Fernfeldmusters geeignet eingestellt werden, und kann beispielsweise 2,5 mm bis 4,5 mm, bevorzugt 2,8 mm bis 4,0 mm und bevorzugter 3,1 mm bis 3,5 mm betragen.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie eine Kollimatorlinse, die ein von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht anpasst, und hat die Kollimatorlinse mindestens eine zylindrische Oberfläche. Die Kollimatorlinse mit der zylindrischen Oberfläche kann verhindern, dass ein Lichtstrom des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts geteilt wird. In der vorliegenden Technologie kann die Kollimatorlinse beispielsweise eine oder zwei zylindrische Oberflächen haben und kann insbesondere eine zylindrische Oberfläche haben. In der vorliegenden Technologie kann die zylindrische Oberfläche beispielsweise eine konkave zylindrische Oberfläche sein. In einem Fall, in dem die zylindrische Oberfläche eine konkave zylindrische Oberfläche ist, kann die konkave zylindrische Oberfläche auf einer Einfallsoberfläche des Laserlichts angeordnet sein. Vorzugsweise können die Kollimatorlinse und die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle so angeordnet sein, dass eine Linie, die eine Oberseite der zylindrischen Oberfläche (Kante der Oberseite) bildet, orthogonal zu einer Anordnungsrichtung der Mehrzahl von Emittern der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Kollimatorlinse, die das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Laserlicht anpasst, eine konkave zylindrische Oberfläche haben. Ein Krümmungsradius R der konkaven zylindrischen Oberfläche beträgt bevorzugt -3 mm bis -0,5 mm, bevorzugter -2,9 mm bis -1 mm, noch bevorzugter -2,5 mm bis -1 mm und besonders bevorzugt -2,2 mm bis -1 mm. Durch die konkave zylindrische Oberfläche, die einen solchen Krümmungsradius aufweist, kann eine Teilung des Lichtstroms des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts leichter verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Kollimatorlinse, die das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Laserlicht anpasst, eine konvexe zylindrische Oberfläche haben. Ein Krümmungsradius R der konvexen zylindrischen Oberfläche beträgt bevorzugt 0,5 mm bis 3 mm, bevorzugter 1 mm bis 2,9 mm, noch bevorzugter 1 mm bis 2,5 mm und besonders bevorzugt 1 mm bis 2,2 mm. Durch die konvexe zylindrische Oberfläche mit einem solchen Krümmungsradius kann eine Teilung des Lichtstroms des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts leichter verhindert werden.
Ferner kann durch eine Kombination des Krümmungsradius und einer gemittelten optischen Weglänge und/oder einem Brechungsindex, wie nachstehend beschrieben, eine Teilung des Lichtstroms des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts leichter verhindert werden.
Die Kollimatorlinsen 112G-1, 112G-2 und 112G-3 passen Laserlichter an, die von den Laserlichtquellen 111G-1, 111G-2 bzw. 111G-3 emittiert werden.
Jede der Gruppe von Kollimatorlinsen 112G kann so angeordnet sein, dass jedes Laserlicht, das von jeder der Laserlichtquellen 111G emittiert wird, angepasst wird, bevor jedes Laserlicht mit einem anderen Laserlicht farbsynthetisiert wird. Beispielsweise sind, wie in 1A dargestellt, die Kollimatorlinsen 112G-1, 112G-2 und 112G-3 alle unmittelbar vor den lichtemittierenden Oberflächen der Laserlichtquellen 111G-1, 111G-2 und 111G-3 angeordnet.
Die Kollimatorlinse 112G-1 ist eine Linse mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche. Die Kollimatorlinse 112G-1 ist so angeordnet, dass die flache Oberfläche auf der Seite der Laserlichtquelle 111G-1 angeordnet ist und die konvexe asphärische Oberfläche auf einer Seite gegenüber der Seite der Laserlichtquelle 111G-1 angeordnet ist. Das heißt, das von der Laserlichtquelle 111G-1 emittierte Laserlicht tritt, wie in 1B dargestellt, von der flachen Oberfläche in die Kollimatorlinse 112G-1 ein, bewegt sich in der Kollimatorlinse 112G-1 fort und tritt dann von der konvexen asphärischen Oberfläche aus der Kollimatorlinse 112G-1 aus.
In ähnlicher Weise sind die Kollimatorlinsen 112G-2 und 112G-3 Linsen mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche. Die Kollimatorlinsen 112G-1 und 112G-3 sind so angeordnet, dass die flache Oberfläche auf der Seite der Laserlichtquelle und die konvexe asphärische Oberfläche auf der Seite gegenüber der Seite der Laserlichtquelle angeordnet ist.
Da es sich bei der Gruppe von Laserlichtquellen 111G um die Breit-Emitter-Laserlichtquelle handelt, kann das von jeder der Gruppe von Laserlichtquellen 111G emittierte Laserlicht von der Gruppe von Kollimatorlinsen 112G so angepasst werden, dass es im Wesentlichen ein paralleles Licht ist.
Die Kollimatorlinsen 112B-1 und 112B-2 passen von den Laserlichtquellen 111B-1 bzw. 111B-2 emittiertes Laserlicht an.
Jede der Gruppe von Kollimatorlinsen 112B kann so angeordnet sein, dass jedes von jeder der Gruppe von Laserlichtquellen 111B emittierte Laserlicht vor der Farbsynthese jedes Laserlichts mit einem anderen Laserlicht angepasst wird. Beispielsweise können, wie in 1A dargestellt, die beiden Kollimatorlinsen 112B-1 und 112B-2 unmittelbar vor den lichtemittierenden Oberflächen der Laserlichtquellen 111B-1 und 111B-2 angeordnet sein.
Die Kollimatorlinse 112B-1 ist eine Linse mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche. Die Kollimatorlinse 112B-1 ist so angeordnet, dass die flache Oberfläche auf der Seite der Laserlichtquelle 111B-1 angeordnet ist und die konvexe asphärische Oberfläche auf einer Seite gegenüber der Seite der Laserlichtquelle 111B-1 angeordnet ist. Das heißt, wie in 1B dargestellt, fällt das von der Laserlichtquelle 111B-1 emittierte Laserlicht von der flachen Oberfläche der Kollimatorlinse 112B-1 in die Kollimatorlinse 112B-1 ein und bewegt sich in der Kollimatorlinse 112B-1 fort und tritt dann von der konvexen Oberfläche aus der Kollimatorlinse 112B-1 aus.
In ähnlicher Weise ist die Kollimatorlinse 112B-2 eine Linse mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche. Die Kollimatorlinse 112B-1 ist so angeordnet, dass die flache Oberfläche auf der Seite der Laserlichtquelle und die konvexe asphärische Oberfläche auf einer Seite gegenüber der Seite der Laserlichtquelle angeordnet ist.
Da es sich bei der Gruppe von Laserlichtquellen 111B um eine Breit-Emitter-Laserlichtquelle handelt, kann das von jeder der Gruppe von Laserlichtquellen 111B emittierte Laserlicht von der Gruppe von Kollimatorlinsen 112B so angepasst werden, dass es ein im Wesentlichen paralleles Licht ist.
Die Lichtleitereinheit 115 umfasst eine Gruppe von dichroitischen Spiegeln 113 und eine Gruppe von Reflexionsspiegeln 114.
Die Gruppe von dichroitischen Spiegeln 113 hat eine optische Eigenschaft, dass sie zur Farbsynthese von Laserlichtern von verschiedenfarbigen Lichtern in der Lage ist.
Der dichroitische Spiegel 113-1 hat optische Eigenschaften, um ein blaues Laserlicht zu transmittieren und ein grünes Laserlicht zu reflektieren. Wie in 1E und 1F dargestellt, transmittiert der dichroitische Spiegel 113-1 ein von der Laserlichtquelle 111B-1 emittiertes blaues Laserlicht. Ferner reflektiert der dichroitische Spiegel 113-1 ein von der Laserlichtquelle 111G-1 emittiertes grünes Laserlicht, wie in 1B dargestellt. Auf diese Weise führt der dichroitische Spiegel 113-1 eine Farbsynthese des von der Laserlichtquelle 111B-1 emittierten blauen Laserlichts und des von der Laserlichtquelle 111G-1 emittierten grünen Laserlichts durch.
Der dichroitische Spiegel 113-2 hat optische Eigenschaften, um ein blaues Laserlicht zu reflektieren und ein grünes Laserlicht zu transmittieren. Wie in 1B und 1E dargestellt, transmittiert der dichroitische Spiegel 113-2 ein von der Laserlichtquelle 111G-3 emittiertes grünes Laserlicht und reflektiert ein von der Laserlichtquelle 111B-2 emittiertes blaues Laserlicht. Auf diese Weise führt der dichroitische Spiegel 113-2 eine Farbsynthese des von der Laserlichtquelle 111G-3 emittierten grünen Laserlichts und des von der Laserlichtquelle 111B-2 emittierten blauen Laserlichts durch.
Der dichroitische Spiegel 113-3 hat optische Eigenschaften, um ein rotes Laserlicht zu reflektieren und ein grünes Laserlicht und ein blaues Laserlicht zu transmittieren. Wie in 1B dargestellt, führt der dichroitische Spiegel 113-3 mit den optischen Eigenschaften eine Farbsynthese des von der Gruppe von Laserlichtquellen 111R emittierten roten Laserlichts und des von den Gruppen von Laserlichtquellen 111G und 111B emittierten farbsynthetisierten Laserlichts durch.
Der dichroitische Spiegel 113-4 hat optische Eigenschaften, um ein rotes Laserlicht zu reflektieren und Laserlicht andersfarbigen Lichts zu transmittieren. Ein von der Laserlichtquelle 111R-2 emittiertes rotes Laserlicht wird von dem dichroitischen Spiegel 113-4 reflektiert und bewegt sich zu dem dichroitischen Spiegel 113-3 fort.
Der dichroitische Spiegel 113-5 hat optische Eigenschaften, um ein rotes Laserlicht zu reflektieren und Laserlicht andersfarbigen Lichts zu transmittieren. Ein von der Laserlichtquelle 111R-3 emittiertes rotes Laserlicht wird von dem dichroitischen Spiegel 113-5 reflektiert und bewegt sich zu dem dichroitischen Spiegel 113-3 fort.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die reflektierende Oberfläche des roten Laserlichts des dichroitischen Spiegels 113-4 und/oder des dichroitischen Spiegels 113-5 eine konkave zylindrische Oberfläche sein. Das heißt, der dichroitische Spiegel 113-4 und/oder der dichroitische Spiegel 113-5 können ein zylindrischer Spiegel sein. Durch Bereitstellen des zylindrischen Spiegels auf dem Strahlengang des Laserlichts, das durch die Kollimatorlinse 112R-2 oder 112R-3 auf diese Weise angepasst wird, ist es in einem Fall, in dem sich die optische Weglänge von der Laserlichtquelle zu dem optischen Integratorsystem ändert, möglich, die Lichtstrombreite auf einer Geschwindigkeitsachsenseite, die nicht von der Kollimatorlinse 112R-2 oder 112R-3 kompensiert werden kann, durch Anpassung der Krümmung der konkaven zylindrischen Oberfläche anzupassen. Ferner wird es durch Anpassung der Krümmung des zylindrischen Spiegels einfach, das Fernfeldmuster in dem optischen Integratorsystem gemäß der Änderung der optischen Weglänge anzupassen. Das heißt, durch Optimieren der Krümmung ist es möglich, das Fernfeldmuster zu optimieren, und ist es auch möglich, auf Änderungen der optischen Weglänge zu reagieren. Ein Krümmungsradius der konkaven zylindrischen Oberfläche des dichroitischen Spiegels 113-4 und/oder des dichroitischen Spiegels 113-5, der ein zylindrischer Spiegel ist, beträgt bevorzugt - 150 mm < R < -5 mm, bevorzugter -100 mm < R < -10 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann eine zylindrische Linse mit einer konvexen zylindrischen Oberfläche anstelle des zylindrischen Spiegels mit der konkaven zylindrischen Oberfläche verwendet werden. Das heißt, die zylindrische Linse kann auf dem Strahlengang des von der Kollimatorlinse angepassten Laserlichts angeordnet sein. In einem Fall, in dem diese Ausführungsform auf die in 1A dargestellte Lichtleitereinheit angewendet wird, sind beispielsweise die reflektierenden Oberflächen der dichroitischen Spiegel 113-4 und 113-5 flache Oberflächen und kann die zylindrische Linse auf Strahlengängen der Laserlichter, die von den Laserlichtquellen 111R-2 und/oder 111R-3 emittiert werden, angeordnet sein. Die roten Laserlichter von diesen Laserlichtquellen treten in die zylindrische Linse von einer Oberfläche (z.B. einer flachen Oberfläche) ein, die der konvexen zylindrischen Oberfläche der zylindrischen Linse gegenüberliegt, und treten aus der konvexen zylindrischen Oberfläche aus. Ein Krümmungsradius der konvexen zylindrischen Oberfläche der zylindrischen Linse beträgt bevorzugt 5 mm < R < 150 mm, bevorzugter 10 mm < R < 100 mm.
Einer oder mehrere der Gruppe von dichroitischen Spiegeln 113 können bevorzugt ein dichroitischer Spiegel mit optischen Eigenschaften (Polarisationseigenschaften) sein, die ein Ablenkungsverhältnis des Laserlichts verbessern. Der dichroitische Spiegel mit den optischen Eigenschaften kann ein Polarisationsverhältnis des von dem dichroitischen Spiegel reflektierten oder transmittierten Laserlichts verbessern und z.B. einen Lichtstrom bilden, der für Bildprojektion besser geeignet ist.
Die Gruppe von Reflexionsspiegeln 114 kann optische Eigenschaften haben, um nur ein Laserlicht von zu reflektierendem farbigem Licht zu reflektieren, oder kann optische Eigenschaften haben, um zusätzlich zu dem zu reflektierenden farbigen Licht ein Laserlicht eines andersfarbigen Lichts zu reflektieren.
Wie in 1B dargestellt, reflektiert der Reflexionsspiegel 114-1 das von dem 111G-2 emittierte Laserlicht derart, dass sich das Laserlicht zu dem Reflexionsspiegel 114-2 fortbewegt.
Wie in 1B dargestellt, reflektiert der Reflexionsspiegel 114-2 die von den 111B-1, 111G-1 und 111G-2 emittierten Laserlichter derart, dass sich die Laserlichter zu dem dichroitischen Spiegel 113-3 fortbewegen.
Wie in 1B dargestellt, reflektiert der Reflexionsspiegel 114-3 das von der Laserlichtquelle 111B-2 emittierte Laserlicht derart, dass sich das Laserlicht zu dem dichroitischen Spiegel 113-2 fortbewegt.
Wie in 1D, 1F und 1G dargestellt, sind der dichroitische Spiegel 113-2 und der Reflexionsspiegel 114-2 in der Z-Achsen-Richtung versetzt angeordnet. Somit sind der dichroitische Spiegel 113-2 und der Reflexionsspiegel 114-2 in der in 1A dargestellten Draufsicht überlappend dargestellt. Der dichroitische Spiegel 113-1 und der Reflexionsspiegel 114-1 sind ähnlich ausgelegt. Durch die derartige Anordnung der optischen Komponenten, die so in der Lichtleitereinheit enthalten sind, dass sie in der Z-Achsen-Richtung verschoben sind, ist es möglich, der in der Z-Achsen-Richtung verschoben angeordneten Gruppe von Laserlichtquellen 111 zu entsprechen, und kann die Lichtquellenvorrichtung in der XY-Ebene kompakt gestaltet werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird das von den Gruppen von Laserlichtquellen 111R, 111G und 111B emittierte Laserlicht durch Farbsynthese der Lichtleitereinheit 115 aggregiert. Der durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit 115 aggregierte Lichtstrom bewegt sich zu dem optischen Integratorsystem 120 fort.
Die Gruppe von Laserlichtquellen 111R ist die Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, aber das von der Gruppe von Laserlichtquellen 111R emittierte Laserlicht wird von der Gruppe von Kollimatorlinsen 112R mit einer zylindrischen Oberfläche angepasst und somit wird der Lichtstrom davon nicht geteilt. Somit ist die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstroms hoch.
Ferner kann in einem Fall, in dem das von der Gruppe von Laserlichtquellen 111R emittierte Laserlicht von der Gruppe von Kollimatorlinsen 112R angepasst wird, die Form des Fernfeldmusters des Laserlichts beispielsweise einfach durch Bewegen der Gruppe von Kollimatorlinsen 112 in einer Richtung der optischen Achse angepasst werden. Somit können ein Fernfeldmuster einer Gruppe von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen (Gruppe von Laserlichtquellen 111R) und ein Fernfeldmuster einer Gruppe von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen (Gruppe von Laserlichtquellen 111G und 111B) auf einer Einfallsoberfläche des optischen Integratorsystems 120 leicht in im Wesentlichen die gleiche Form gebracht werden. Das heißt, die Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie kann so ausgelegt sein, dass das Fernfeldmuster der Gruppe von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen und das Fernfeldmuster der Gruppe von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen auf der Einfallsoberfläche des optischen Integratorsystems so gebildet werden, dass sie im Wesentlichen die gleiche Form haben. Eine solche Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie trägt auch zur Verbesserung der Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregieren Lichtstroms bei.
In der vorliegenden Technologie sind die Konfigurationen der Gruppe von Laserlichtquellen, der Gruppe von Kollimatorlinsen, der Gruppe von dichroitischen Spiegeln und der Gruppe von Reflexionsspiegeln, die die Laserlichtquelleneinheit umfasst, nicht auf die in 1A dargestellten beschränkt. Der Fachmann kann die Konfiguration der Laserlichtquelleneinheit geeignet ändern. 2 stellt ein weiteres Beispiel einer Laserlichtquelleneinheit dar.
Die in 2 dargestellte Laserlichtquelleneinheit ist die gleiche wie die in 1A dargestellte Laserlichtquelleneinheit mit der Ausnahme, dass ein dichroitischer Spiegel 213-3 mit optischen Eigenschaften zum Transmittieren eines roten Laserlichts und zum Reflektieren eines grünen Laserlichts und eines blauen Laserlichts anstelle des dichroitischen Spiegels 113-3 mit optischen Eigenschaften zum Reflektieren eines roten Laserlichts und zum Transmittieren eines grünen Laserlichts und eines blauen Laserlichts verwendet wird. Durch derartiges Ändern der optischen Eigenschaften der Komponenten der Laserlichtquelleneinheit kann die Emissionsrichtung des von der Laserlichtquelleneinheit aggregierten Lichtstroms geändert werden.
Bei der vorliegenden Technologie beträgt eine gemittelte optische Weglänge des Laserlichts, das von der Gruppe von Laserlichtquellen emittiert wird, die jedes in der Lichtquellenvorrichtung enthaltene farbige Licht emittiert, bevorzugt 20 mm oder mehr und 55 mm oder weniger, und bevorzugter 25 mm oder mehr und 50 mm oder weniger. Das heißt, eine gemittelte optische Weglänge des Laserlichts, das von der Gruppe von Laserlichtquellen emittiert wird, die ein rotfarbiges Licht emittiert, beträgt bevorzugt 20 mm oder mehr und 55 mm oder weniger, und bevorzugter 25 mm oder mehr und 50 mm oder weniger, eine gemittelte optische Weglänge des Laserlichts, das von der Gruppe von Laserlichtquellen emittiert wird, die ein blaufarbiges Licht emittiert, beträgt bevorzugt 20 mm oder mehr und 55 mm oder weniger, und bevorzugter 25 mm oder mehr und 50 mm oder weniger, und eine gemittelte optische Weglänge des Laserlichts, das von der Gruppe von Laserlichtquellen emittiert wird, die ein grünfarbiges Licht emittiert, beträgt bevorzugt 20 mm oder mehr und 55 mm oder weniger und bevorzugter 25 mm oder mehr und 50 mm oder weniger.
In Bezug auf die in 1 dargestellte Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 100 ist die gemittelte optische Weglänge ein Mittelwert (insbesondere ein einfacher Mittelwert) der optischen Weglängen von einem Lichtemissionspunkt der Gruppe von Laserlichtquellen, die jedes farbige Licht emittiert, zu der Einfallsoberfläche des optischen Integratorsystems 120. Beispielsweise ist in einem Fall, in dem die Laserlichtquelleneinheit eine Mehrzahl von Laserlichtquellen umfasst, die ein rotfarbiges Licht emittieren, der Mittelwert (insbesondere der einfache Mittelwert) von Abständen von jeweiligen Lichtemissionspunkten der Mehrzahl von Laserlichtquellen zu der Einfallsoberfläche des optischen Integratorsystems die gemittelte optische Weglänge der Gruppe von Laserlichtquellen, die ein rotfarbiges Licht emittiert.
Es ist anzumerken, dass in Bezug auf eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300, die nachstehend in (3) dargestellt ist, die gemittelte optische Weglänge ein Mittelwert (insbesondere ein einfacher Mittelwert) der optischen Weglängen bis zu einer Einfallsoberfläche eines zweiten optischen Integratorsystems 360 (Fliegenaugenlinse 361) von einem Lichtemissionspunkt der Gruppe von Laserlichtquellen ist, die jedes farbige Licht emittiert.
Durch derartiges Anordnen der Gruppe von Laserlichtquellen in der Lichtquellenvorrichtung, dass die gemittelte optische Weglänge innerhalb des vorstehend genannten Zahlenbereichs liegt, kann die Lichtquellenvorrichtung kompakt gestaltet werden und kann ferner ein Verlust des Lichtstroms, der eine Einfallswinkelbegrenzung des optischen Integratorsystems nicht erfüllt, vermieden werden. Die gemittelte optische Weglänge innerhalb dieses Zahlenbereichs kann auch dazu beitragen, die Teilung des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Lichtstroms zu unterdrücken.
Bei der vorliegenden Technologie kann in einem Fall, in dem es nur eine Laserlichtquelle gibt, die ein gewisses farbiges Licht emittiert, die optische Weglänge der Laserlichtquelle bevorzugt 25 mm oder weniger, und bevorzugter 20 mm oder weniger betragen. Beispielsweise beträgt in einem Fall, in dem die Anzahl von Laserlichtquellen, die rotfarbiges Licht emittieren, eins ist, die optische Weglänge von einem Lichtemissionspunkt der Laserlichtquelle zu der Einfallsoberfläche des optischen Integratorsystems bevorzugt 25 mm oder weniger, und bevorzugter 20 mm oder weniger. Die Laserlichtquellen anderer farbiger Lichter sind ähnlich ausgelegt. Dadurch kann die Lichtquellenvorrichtung kompakt gestaltet werden und kann ferner ein Verlust des Lichtstroms, der die Einfallswinkelbegrenzung des optischen Integratorsystems nicht erfüllt, vermieden werden. Die optische Weglänge innerhalb dieses Zahlenbereichs kann auch dazu beitragen, die Teilung des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Lichtstroms zu unterdrücken.
In einem Fall, in dem die gemittelte optische Weglänge oder die optische Weglänge innerhalb des vorstehend erwähnten Zahlenbereichs liegt, beträgt der Brechungsindex nd der Kollimatorlinse, die das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Laserlicht anpasst, bevorzugt 1,70 bis 1,85, und bevorzugter 1,72 bis 1,82.
Das optische Integratorsystem 120 vereinheitlicht den durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstrom und wandelt den Lichtstrom in ein im Wesentlichen paralleles Licht um. Ferner ist das optische Integratorsystem 120 mit dem Element für zweidimensionale räumliche Modulation 140 verbunden. Die Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie kann zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Laserlichtquelleneinheit ein optisches Integratorsystem 120 umfassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann ein Einfallswinkel θ(°) des Lichtstroms auf das optische Integratorsystem 120 innerhalb eines Bereichs liegen, der durch die folgende Formel (1) dargestellt wird, $θ < 180 / π \cdot {sin}^{- 1} (NA)$
(wobei NA = 1/(2*F#), F# = EFL/D, F# eine Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist, EFL eine Brennweite der Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist und D ein Blendendurchmesser der Projektionslinse ist).
Durch derartiges Auslegen der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, dass der Einfallswinkel θ des Lichtstroms innerhalb dieses Bereichs liegt, wird der Verlust des Lichtstroms reduziert.
Das optische Integratorsystem 120 umfasst z.B. eine Fliegenaugenlinse oder eine Stablinse. Unter dem Gesichtspunkt der Verkleinerung umfasst das optische Integratorsystem 120 bevorzugt eine Fliegenaugenlinse. Das optische Integratorsystem 120 umfasst z.B. ein Paar von Fliegenaugenlinsen und eine Kondensorlinse.
Von dem Paar von Fliegenaugenlinsen teilt eine erste Fliegenaugenlinse auf der Seite der Lichtleitereinheit den Lichtstrom in die Anzahl von Mikrolinsen auf, die die erste Fliegenaugenlinse bilden. Jede der Mikrolinsen kann eine Form haben, die im Wesentlichen ähnlich der Form des Elements für zweidimensionale räumliche Modulation 140 ist. Jeder der geteilten Lichtströme wird an jeder der Mikrolinsen kondensiert, die eine zweite Fliegenaugenlinse auf der Seite des Elements für zweidimensionale räumliche Modulation 140 bilden. Jeder der Lichtströme, der die Lichtleitereinheit und die zweite Fliegenaugenlinse passiert hat, wird von der Kondensorlinse in ein im Wesentlichen paralleles Licht umgewandelt. Wie vorstehend beschrieben, wird der durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierte Lichtstrom vereinheitlicht und von dem Paar von Fliegenaugenlinsen und der Kondensorlinse in ein im Wesentlichen paralleles Licht umgewandelt. Das so erlangte im Wesentlichen parallele Licht bewegt sich zu dem polarisierenden Strahlteilerprisma 130 fort.
Als das polarisierende Strahlteilerprisma 130, das Element für zweidimensionale räumliche Modulation 140 und die Projektionslinse 150 können die in der Technik bekannten verwendet werden.
Als das polarisierende Strahlteilerprisma 130 kann z.B. ein Prisma verwendet werden, bei dem zwei rechtwinklige Prismen mit einem auf einer gemeinsamen Oberfläche gebildeten dielektrischen Mehrschichtfilm laminiert sind. Das polarisierende Strahlteilerprisma 130 kann das im Wesentlichen parallele Licht, das sich von dem optischen Integratorsystem 120 fortbewegt, in ein P-polarisiertes Licht und ein S-polarisiertes Licht teilen. Der geteilte Lichtstrom bewegt sich zu dem Element für zweidimensionale räumliche Modulation 140 fort.
Das Element für zweidimensionale räumliche Modulation 140 kann z.B. ein reflektierendes Flüssigkristallelement (LCOS, Liquid crystal on silicon) sein. Der geteilte Lichtstrom wird von dem Element für zweidimensionale räumliche Modulation 140 moduliert, um ein Bildanzeigevorrichtungslicht zu bilden.
Die Projektionslinse 150 vergrößert und projiziert das von dem Element für zweidimensionale räumliche Modulation 140 gebildete Bildanzeigevorrichtungslicht auf eine beliebige Projektionsoberfläche.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstroms hoch. Somit ist auch die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des vergrößerten projizierten Bildes hoch.
Zweites Beispiel der ersten Ausführungsform (Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst)
Die Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie kann ferner ein zweites optisches Integratorsystem umfassen, um die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des Laserlichts weiter zu erhöhen. Das zweite optische Integratorsystem ist besonders dafür geeignet, die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des Laserlichts (insbesondere die Einheitlichkeit des Lichts, das das Element für zweidimensionale räumliche Modulation erreicht) zu verbessern, insbesondere im Fall der Verwendung von zwei oder mehr Laserlichtquellen einer Farbe.
Ferner kann die Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie ein optisches Element für Polarisation umfassen, um das Polarisationsverhältnis des durch Farbsynthese aggregierten Lichtstroms weiter zu verbessern.
Nachstehend wird eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie, die das zweite optische Integratorsystem und das optische Element für Polarisation umfasst, mit Bezugnahme auf 3 beschrieben.
3 ist ein Beispiel einer schematischen Ansicht einer Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 eine Laserlichtquelleneinheit 310, ein optisches Integratorsystem 320, ein polarisierendes Strahlteiler(PBS)-Prisma 330, ein Element für zweidimensionale räumliche Modulation 340 und eine Projektionslinse (Projektionseinrichtung) 350.
Die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 umfasst ferner ein zweites optisches Integratorsystem 360 zum Vereinheitlichen der Beleuchtungsstärke des Lichtstroms. Das zweite optische Integratorsystem 360 umfasst eine Fliegenaugenlinse 361 und Relaislinsen 362A und 362B. Das zweite optische Integratorsystem 360 ist auf einem Strahlengang zwischen der Lichtleitereinheit und dem optischen Integratorsystem 320 angeordnet.
Die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 kann ferner einen Polarisationsspiegel 363 und einen Speckle-Beseitiger 364 umfassen, bei denen es sich um optische Elemente für Polarisation handelt.
Die Laserlichtquelleneinheit 310, das optische Integratorsystem 320, das polarisierende Strahlteilerprisma 330, das Element für zweidimensionale räumliche Modulation 340 und die Projektionslinse (Projektionseinrichtung) 350 in 3 sind die gleichen wie die Laserlichtquelleneinheit 110, das optische Integratorsystem 120, das polarisierende Strahlteilerprisma 130, das Element für zweidimensionale räumliche Modulation 140 und die Projektionslinse (Projektionseinrichtung) 150, die vorstehend im „(2) Ersten Beispiel der ersten Ausführungsform (Lichtquellenvorrichtung)“ beschrieben sind und die Beschreibung davon gilt auch für 3. Deshalb wird die Beschreibung dieser Komponenten weggelassen.
Die Laserlichtquelleneinheit 310 umfasst eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, aber wie vorstehend im „(2) Ersten Beispiel der ersten Ausführungsform (Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst)“ beschrieben, wird der Lichtstrom eines von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts nicht von der Gruppe von Kollimatorlinsen mit einer zylindrischen Oberfläche geteilt. Somit ist die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstroms hoch. Somit ist auch die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des vergrößerten projizierten Bildes hoch.
Ferner kann die Form des Fernfeldmusters des von der Gruppe von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen emittierten Laserlichts einfach durch Bewegen der Gruppe von Kollimatorlinsen mit einer zylindrischen Oberfläche in der Richtung der optischen Achse angepasst werden. Somit können ein Fernfeldmuster einer Gruppe von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen und ein Fernfeldmuster einer Gruppe von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen auf einer Einfallsoberfläche des zweiten optischen Integratorsystems 360 (insbesondere der Fliegenaugenlinse 361) leicht in im Wesentlichen die gleiche Form gebracht werden. Das heißt, die Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie kann so ausgelegt sein, dass das Fernfeldmuster der Gruppe von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen und das Fernfeldmuster der Gruppe von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen auf der Einfallsoberfläche so gebildet sein können, dass sie im Wesentlichen die gleiche Form haben. Eine solche Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie trägt auch zur Verbesserung der Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstroms bei.
Die Fliegenaugenlinse 361 vereinheitlicht die Beleuchtungsstärke des durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstroms. Der von der Fliegenaugenlinse 361 vereinheitlichte Lichtstrom bewegt sich über die Relaislinsen 362A und 362B zu dem optischen Integratorsystem 120 fort.
Die Fliegenaugenlinse 361 kann z.B. eine Linse mit zwei Fliegenaugenoberflächen sein. Als die Linse kann z.B. ein integriertes Fliegenauge oder ein doppeltes Fliegenauge verwendet werden. Das doppelte Fliegenauge kann eine Konfiguration mit zwei Fliegenaugenlinsen haben und eine zweite Fliegenaugenlinse auf der Seite des optischen Integratorsystems 120 ist an einer Brennpunktposition einer ersten Fliegenaugenlinse auf der Seite der Lichtleitereinheit angeordnet. Ein integriertes Fliegenauge ist eine Linse, bei der ein Zwischenraum zwischen zwei Fliegenaugenlinsen z.B. mit Glas oder dergleichen gefüllt ist, d. h. Fliegenaugenoberflächen sind an beiden Stirnseiten z.B. eines viereckigen Prismas oder eines Zylinders gebildet. Vorzugsweise haben die zwei Fliegenaugenoberflächen, die die Fliegenaugenlinse 361 umfasst, den gleichen Krümmungsradius.
Vorzugsweise erfüllt ein Einfallswinkel θ(°) des Lichtstroms auf der Fliegenaugenlinse 361 (Fliegenaugenoberfläche auf der Seite der Lichtleitereinheit) die folgende Formel (2), $θ < 180 / π \cdot {tan}^{- 1} (h / f)$
(wobei f = nR²/ ((n - 1) (2nR - t (n - 1)) (in einem Fall von gleichem R auf beiden Seiten), θ der Einfallswinkel des Lichtstroms auf die Fliegenaugenlinse, h die Bildhöhe (mm) einer Zelle einer Fliegenaugenlinse, f die Brennweite (mm) der Fliegenaugenlinse, n der Brechungsindex der Fliegenaugenlinse, R der Krümmungsradius (mm) der Fliegenaugenlinse und t die Kerndicke (mm) der Fliegenaugenlinse ist).
Ein Verlust des Lichtstroms kann vermieden werden, indem die Laserlichtquelle und die Spiegel in der Lichtquellenvorrichtung so gestaltet werden, dass der Einfallswinkel θ den Zahlenbereich der Formel (2) erfüllt.
Die Relaislinsen 362A und 362B können z.B. plankonvexe asphärische Linsen sein. Beispielsweise kann eine flache Oberfläche der Relaislinse 362A so angeordnet sein, dass sie der Fliegenaugenlinse 361 zugewandt ist, und kann eine konvexe Oberfläche der Relaislinse 362A der Seite der Relaislinse 362B zugewandt sein. Ferner kann eine konvexe Oberfläche der Relaislinse 362B so angeordnet sein, dass sie der Seite der Relaislinse 362A zugewandt ist, und kann eine flache Oberfläche der Relaislinse 362B so angeordnet sein, dass sie dem optischen Integratorsystem 120 zugewandt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird der von der Lichtleitereinheit aggregierte Lichtstrom von dem Polarisationsspiegel 363 reflektiert. Dadurch wird das Polarisationsverhältnis des Lichtstroms verbessert. Der Polarisationsspiegel 363 ist so angeordnet, dass der von der Lichtleitereinheit aggregierte Lichtstrom im Wesentlichen im Brewster-Winkel auf den Polarisationsspiegel 363 einfällt. Durch die derartige Anordnung der Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie kann das Polarisationsverhältnis des Lichtstroms weiter verbessert werden.
Der Speckle-Beseitiger 364 kann z.B. eine Diffusorplatte und einen Aktor umfassen. Speckles können durch Bewegen der Diffusorplatte mit dem Aktuator reduziert werden. Der Speckle-Beseitiger 364 kann an einer anderen als der in 3 dargestellten Position angeordnet sein oder kann auch nicht in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 enthalten sein. Die Speckles können durch Bewegen der Projektionsoberfläche, auf die das Bildanzeigevorrichtungslicht von der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 projiziert wird, beseitigt werden. Techniken, die dem Fachmann zur Reduzierung von Speckles bekannt sind, können in der vorliegenden Technologie verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, können das zweite optische Integratorsystem 360 und der Polarisationsspiegel 363 die Einheitlichkeit der Beleuchtungsstärke des Lichtstroms weiter verbessern und das Polarisationsverhältnis weiter verbessern. Ferner reduziert der Speckle-Beseitiger 364 die Speckles. Mit diesen Konfigurationen wird ein besseres Bild projiziert.
Drittes Beispiel der ersten Ausführungsform (ein weiteres Beispiel einer Laserlichtquelleneinheit)
Bei der in (2) und (3) beschriebenen Lichtquellenvorrichtung hat die unmittelbar vor der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle angeordnete Kollimatorlinse eine zylindrische Oberfläche und wird die Teilung des von der Laserlichtquelle emittierten Lichtstroms in zwei oder mehr durch die zylindrische Oberfläche verhindert. Die Kollimatorlinse mit einer zylindrischen Oberfläche muss nicht unmittelbar vor der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann die Kollimatorlinse mit einer zylindrischen Oberfläche an jeglicher Position auf dem Strahlengang von einer Emitter-Öffnung einer Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle zu einer Position angeordnet sein, wo er mit einem von einer anderen Laserlichtquelle emittierten Laserlicht aggregiert wird. Beispielsweise kann die Kollimatorlinse, die eine Linse mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche ist, unmittelbar vor der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle angeordnet sein und kann die Kollimatorlinse mit der zylindrischen Oberfläche ferner an jeglicher Position von der Kollimatorlinse zu der Position, wo mit einem Laserlicht einer anderen Laserlichtquelle aggregiert wird, angeordnet sein. Nachstehend wird ein Beispiel dieser Ausführungsform mit Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben. 4A ist ein Beispiel einer schematischen Ansicht einer Laserlichtquelleneinheit 410, die in der Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie enthalten ist. 14 ist eine perspektivische Ansicht der Laserlichtquelleneinheit 410.
Wie in 4A dargestellt, umfasst die Laserlichtquelleneinheit 410 drei Laserlichtquellen 411R-1, 411R-2 und 411R-3, die rotfarbige Lichter emittieren, drei Laserlichtquellen 411G-1, 411G-2 und 411G-3, die grünfarbige Lichter emittieren, und zwei Laserlichtquellen 411B-1 und 411B-2, die blaufarbige Lichter emittieren. Diese Laserlichtquellen können Halbleiterlaser sein.
Nachstehend werden diese Laserlichtquellen auch zusammen als eine Gruppe von Laserlichtquellen 411 bezeichnet. Ferner werden die Laserlichtquellen 411R-1, 411R-2 und 411R-3 auch zusammen als eine Gruppe von Laserlichtquellen 411R bezeichnet. Die Laserlichtquellen 411G-1, 411G-2 und 411G-3 werden auch zusammen als eine Gruppe von Laserlichtquellen 411G bezeichnet. Die Laserlichtquellen 411B-1 und 411B-2 werden auch zusammen als eine Gruppe von Laserlichtquellen 411B bezeichnet.
Die Gruppe von Laserlichtquellen 411R ist eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle. Die gesamte Gruppe von Laserlichtquellen 411G und die Gruppe von Laserlichtquellen 411B sind Breit-Emitter-Laserlichtquellen. Die Gruppe von Laserlichtquellen 411G und 411B entsprechen der Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle in der vorliegenden Technologie.
Wie in 4A dargestellt, umfasst die Laserlichtquelleneinheit 410 Kollimatorlinsen 412R-1, 412R-2 und 412R-3, die unmittelbar vor den drei entsprechenden Laserlichtquellen 411R-1, 411R-2 und 411R-3 angeordnet sind, die rotfarbige Lichter emittieren, Kollimatorlinsen 412G-1, 412G-2 und 412G-3, die unmittelbar vor den drei entsprechenden Laserlichtquellen 411G-1, 411G-2 und 411G-3 angeordnet sind, die grünfarbige Lichter emittieren, und Kollimatorlinsen 412B-1 und 412B-2, die unmittelbar vor den zwei entsprechenden Laserlichtquellen 411B-1 und 411B-2 angeordnet sind, die blaufarbige Lichter emittieren.
Nachstehend werden diese Kollimatorlinsen auch zusammen als eine Gruppe von Kollimatorlinsen 412 bezeichnet. Ferner werden die Kollimatorlinsen 412R-1, 412R-2 und 412R-3 auch zusammen als eine Gruppe von Kollimatorlinsen 412R bezeichnet. Die Kollimatorlinsen 412G-1, 412G-2 und 412G-3 werden auch zusammen als eine Gruppe von Kollimatorlinsen 412G bezeichnet. Die Kollimatorlinsen 412B-1 und 412B-2 werden auch zusammen als eine Gruppe von Kollimatorlinsen 412B bezeichnet.
Jede der Gruppe von Kollimatorlinsen 412 passt das von jeder der Gruppen von Laserlichtquellen 411 emittierte Laserlicht an. Jede der Gruppen von Kollimatorlinsen 412 kann unmittelbar vor jeder der Gruppen von Laserlichtquellen 411 angeordnet sein. Jede der Gruppen von Kollimatorlinsen 412 ist eine asphärische Linse mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen Oberfläche. Sie ist unmittelbar vor jeder der Gruppen von Kollimatorlinsen 412 angeordnet, so dass die flache Oberfläche auf jeder Seite der Laserlichtquelle und die konvexe Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite jeder Seite der Laserlichtquelle angeordnet ist.
Die Laserlichtquelleneinheit 410 umfasst dichroitische Spiegel 413-1, 413-2 und 413-3. Nachstehend werden diese drei dichroitischen Spiegel auch zusammen als eine Gruppe von dichroitischen Spiegeln 413 bezeichnet.
Der dichroitische Spiegel 413-1 hat optische Eigenschaften, um ein blaues Laserlicht zu transmittieren und ein grünes Laserlicht zu reflektieren. Aufgrund der optischen Eigenschaften transmittiert der dichroitische Spiegel 413-1 ein von der Laserlichtquelle 411B-1 emittiertes blaues Laserlicht und reflektiert ein von der Laserlichtquelle 411G-2 emittiertes grünes Laserlicht. Somit werden das von der Laserlichtquelle 411B-1 emittierte blaue Laserlicht und das von der Laserlichtquelle 411G-2 emittierte grüne Laserlicht farbsynthetisiert.
Es ist anzumerken, dass, wie in 4B dargestellt, ein Reflexionsspiegel 414-1 auf einer Rückseite der Papieroberfläche von 4A in Bezug auf den dichroitischen Spiegel 413-1 angeordnet ist. Somit passiert das von der Laserlichtquelle 411B-1 emittierte blaue Laserlicht den Reflexionsspiegel 414-1 nicht.
Der dichroitische Spiegel 413-2 hat optische Eigenschaften, um ein blaues Laserlicht zu reflektieren und ein grünes Laserlicht zu transmittieren. Aufgrund der optischen Eigenschaften reflektiert der dichroitische Spiegel 413-2 ein von der Laserlichtquelle 411B-2 emittiertes blaues Laserlicht und transmittiert ein von der Laserlichtquelle 411G-3 emittiertes grünes Laserlicht. Somit werden das von der Laserlichtquelle 411B-2 emittierte blaue Laserlicht und das von der Laserlichtquelle 411G-3 emittierte grüne Laserlicht farbsynthetisiert.
Der dichroitische Spiegel 413-3 hat optische Eigenschaften, um ein rotes Laserlicht zu reflektieren und ein grünes Laserlicht und ein blaues Laserlicht zu transmittieren. Aufgrund der optischen Eigenschaften reflektiert der dichroitische Spiegel 413-3 ein von der Gruppe von Laserlichtquellen 111R emittiertes rotes Laserlicht und transmittiert von den Gruppen von Laserlichtquellen 111G und 111B emittierte und farbsynthetisierte Laserlichter. Somit werden die von den Gruppen von Laserlichtquellen 411R, 411G und 411B emittierten Laserlichter durch Farbsynthese aggregiert.
Einer oder mehrere der Gruppe von dichroitischen Spiegeln 413 haben bevorzugt Polarisationseigenschaften. Die Polarisationseigenschaft kann z.B. eine Eigenschaft zur Verbesserung des Polarisationsverhältnisses sein. Somit kann das Polarisationsverhältnis des von der Gruppe von dichroitischen Spiegeln 413 reflektierten Lichts verbessert werden und kann z.B. ein für Bildprojektion besser geeigneter Lichtstrom gebildet werden.
Die Laserlichtquelleneinheit 410 umfasst die Reflexionsspiegel 414-1, 414-2, 414-3, 414-4 und 414-5. Nachstehend werden diese fünf dichroitischen Spiegel auch zusammen als eine Gruppe von Reflexionsspiegeln 414 bezeichnet.
Das von der Laserlichtquelle 414G-1 emittierte Laserlicht wird von dem Reflexionsspiegel 414-1 reflektiert und bewegt sich zu dem Reflexionsspiegel 414-4 fort.
Wie in 4B dargestellt, ist der Reflexionsspiegel 414-1 auf der Rückseite der Papieroberfläche von 4A in Bezug auf eine Durchlassposition des von der Laserlichtquelle 411B-1 emittierten Laserlichts angeordnet. Somit beeinflusst der Reflexionsspiegel 414-1 dieses Laserlicht nicht.
Der Reflexionsspiegel 414-2 reflektiert ein von der Laserlichtquelle 411R-2 emittiertes Laserlicht derart, dass sich das Laserlicht zu dem dichroitischen Spiegel 413-3 fortbewegt.
Wie in 4B dargestellt, ist der Reflexionsspiegel 414-2 an einer Vorderseite der Papieroberfläche von 4A in Bezug auf eine Durchlassposition eines von der Laserlichtquelle 411R-1 emittierten Laserlichts angeordnet. Somit beeinflusst der Reflexionsspiegel 414-2 dieses Laserlicht nicht.
Der Reflexionsspiegel 414-3 reflektiert ein von 411R-3 emittiertes Laserlicht derart, dass sich das Laserlicht zu dem dichroitischen Spiegel 413-3 fortbewegt.
Wie in 4B dargestellt, ist der Reflexionsspiegel 414-3 auf der Rückseite der Papieroberfläche von 4A in Bezug auf die Durchlasspositionen der beiden von den Laserlichtquellen 411R-1 und 411R-2 emittierten Laserlichter angeordnet. Somit beeinflusst der Reflexionsspiegel 414-3 diese beiden Laserlichter nicht.
Der Reflexionsspiegel 414-4 reflektiert von 411B-1, 411G-1 und 411G-2 emittierte Laserlichter derart, dass sich die Laserlichter zu dem dichroitischen Spiegel 413-3 fortbewegen.
Der Reflexionsspiegel 414-5 reflektiert ein von der Laserlichtquelle 411B-2 emittiertes Laserlicht derart, dass sich das Laserlicht zu dem dichroitischen Spiegel 413-2 fortbewegt.
Es ist anzumerken, dass die Reflexionsspiegel 414-2 und/oder 414-3 dichroitische Spiegel sein können, die eine konkave zylindrische Oberfläche haben, wie vorstehend in (2) beschrieben. Mit dem dichroitischen Spiegel kann das Fernfeldmuster wie vorstehend in (2) beschrieben angepasst werden.
Die Laserlichtquelleneinheit 410 umfasst ferner Kollimatorlinsen 415-1, 415-2 und 415-3. Die Kollimatorlinsen 415-1, 415-2 und 415-3 passen von den Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen 411R-1, 411R-2 bzw. 411R-3 emittierte Laserlichter an. Durch diese Anpassung kann verhindert werden, dass Lichtströme der von diesen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen emittierten Laserlichter geteilt werden.
Nachstehend werden die Kollimatorlinsen 415-1, 415-2 und 415-3 auch zusammen als eine Gruppe von Kollimatorlinsen 415 bezeichnet.
Die Kollimatorlinse 415-1 ist eine asphärische Linse mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen zylindrischen Oberfläche. Die Kollimatorlinse 415-1 ist so angeordnet, dass die flache Oberfläche auf der Seite der Laserlichtquelle 411R-1 angeordnet ist und die konvexe zylindrische Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite der Seite der Laserlichtquelle 411R-1 angeordnet ist. Das heißt, das von der Laserlichtquelle 411R-1 emittierte Laserlicht tritt von der flachen Oberfläche der Kollimatorlinse 415-1 in die Kollimatorlinse 415-1 ein, bewegt sich in der Kollimatorlinse 415-1 fort und tritt dann von der konvexen zylindrischen Oberfläche aus der Kollimatorlinse 415-1 aus.
Auf ähnliche Weise sind die Kollimatorlinsen 415-2 und 415-3 asphärische Linsen, die jeweils eine flache Oberfläche und eine konvexe zylindrische Oberfläche haben. Die Kollimatorlinsen 415-2 und 415-3 sind so angeordnet, dass die flachen Oberflächen auf der Seite der Laserlichtquelle und die konvexen zylindrischen Oberflächen auf einer gegenüberliegenden Seite der Seite der Laserlichtquelle angeordnet sind.
Wie vorstehend beschrieben, werden die von den Gruppen von Laserlichtquellen 411R, 411G und 411B emittierten Laserlichter durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit 115 aggregiert. Der durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit 115 aggregierte Lichtstrom kann sich z.B. über die vorstehend in (2) beschriebene Fliegenaugenlinse 361 und die Relaislinse 362A zu dem optischen Integratorsystem (nicht dargestellt) fortbewegen.
Die Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Technologie kann die Laserlichtquelleneinheit wie vorstehend beschrieben umfassen.
Zweite Ausführungsform (Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp)
Die vorliegende Technologie stellt auch eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp bereit, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst. Die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist z.B. wie vorstehend in der „1. Ersten Ausführungsform (Lichtquellenvorrichtung)“ beschrieben und die Beschreibung gilt auch für die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie zusätzlich zu der Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie einen polarisierenden Strahlteiler, ein Element für zweidimensionale räumliche Modulation und eine Projektionslinse umfassen. Der polarisierende Strahlenteiler, das Element für zweidimensionale räumliche Modulation und die Projektionslinse sind ebenfalls wie vorstehend in „1. Erste Ausführungsform (Lichtquellenvorrichtung)“ beschrieben.
Eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie kann z.B. wie in 5A dargestellt ausgelegt sein. 5A ist ein Beispiel der Konfiguration der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300, die im vorstehenden „(3) Zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform (Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie umfasst)“ beschrieben ist. Von den Konfigurationen ist eine innere Struktur der Laserlichtquelleneinheit dargestellt. Ferner kann die in 5A dargestellte Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 geeigneterweise mit einem Gehäuse bedeckt sein, das eine Wärmesenke umfasst. Eine linke Seite von 5A entspricht der in 3 dargestellten Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300, um 90 Grad nach rechts gedreht. Eine rechte Seite von 5A stellt einen Zustand dar, in dem die Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp auf eine Vorderseite der Papieroberfläche von 5A gerichtet ist. Eine Region 310 in 5A entspricht der Laserlichtquelleneinheit 310 in 3. Ferner entspricht die Bezugszahl 360 in 5A dem zweiten optischen Integratorsystem 360 in 3. Das polarisierende Strahlteilerprisma 330, das Element für zweidimensionale räumliche Modulation 340 und die Projektionslinse 350 sind in einer Region untergebracht, die mit der Bezugszahl 500 gekennzeichnet ist.
Ein Verfahren zur Verwendung der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie wird nachstehend mit Bezugnahme auf 5B, 5C und 5D beschrieben. 5B und 5C sind Ansichten, die ein Beispiel eines Verwendungszustands der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie darstellen. 5D ist eine Ansicht, die eine Oberfläche darstellt, auf der eine Projektionsöffnung für Bildanzeigevorrichtungslicht in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp gemäß der vorliegenden Technologie angeordnet ist.
Wie in 5B und 5C dargestellt, ist eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 1000 gemäß der vorliegenden Technologie mit einem Tragarm 1200 verbunden und ist der Tragarm 1200 an einem Tisch 1100 befestigt. Die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 1000 ist so angeordnet, dass sie das Bildanzeigevorrichtungslicht z.B. zu einer Tischplattenoberfläche 1101 des Tisches 1100 hin projiziert. Durch Projektion des Bildanzeigevorrichtungslichts wird ein Bild 1300 auf die Tischplattenoberfläche 1101 projiziert. Durch die derartige Projektion des Bildes 1300 auf die Tischplattenoberfläche 1101 kann eine Mehrzahl von Personen, die sich um den Tisch 1100 herum befinden, das Bild sehen.
Das von der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 1000 projizierte Bildanzeigevorrichtungslicht wird von einer Projektionsöffnung 1001 zu der Tischplattenoberfläche 1101 hin projiziert, wie in 5D dargestellt. Wie in 5D dargestellt, kann eine Kamera 1002 an einer Oberfläche angeordnet sein, an der die Projektionsöffnung 1001 angeordnet ist. Die Kamera 1002 kann in der Lage sein, eine Oberfläche abzubilden, auf die das Bildanzeigevorrichtungslicht projiziert wird. Beispielsweise projiziert die Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 1000 das Bildanzeigevorrichtungslicht auf die Tischplattenoberfläche 1101 oder auf ein Blatt Papier, das auf der Tischplattenoberfläche 1101 angeordnet ist, und schreibt eine Person Buchstaben oder zeichnet Figuren auf die Tischplattenoberfläche 1101 oder das Blatt Papier, auf das das Bild durch das Bildanzeigevorrichtungslicht projiziert wird. Nachdem die Buchstaben oder Figuren geschrieben oder gezeichnet wurden, wird das Bild von der Kamera 1002 aufgenommen. Somit kann ein Standbild aufgenommen werden, auf dem die Buchstaben oder Figuren geschrieben oder gezeichnet wurden, oder kann der Prozess, in dem die Buchstaben oder Figuren geschrieben oder gezeichnet werden, als ein bewegtes Bild aufgenommen werden.
Beispiel
Lichtstromteilungsunterdrückung von Laserlicht durch Kollimatorlinse mit einer zylindrischen Oberfläche
Das FFP des Laserlichts, das in einem Fall erlangt wird, in dem ein von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht von der Kollimatorlinse ohne eine zylindrische Oberfläche angepasst wird, und das FFP von Laserlicht, das in einem Fall erlangt wird, in dem ein von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht von der Kollimatorlinse mit einer zylindrischen Oberfläche angepasst wird, wurden durch Optiksoftware simuliert. 6 stellt eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Inhalts der Simulation in dem ersten Fall und ein durch die Simulation erlangtes Bild dar. 7 stellt eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Inhalts der Simulation in dem zweiten Fall und ein durch die Simulation erlangtes Bild dar.
Wie in 6(a) dargestellt, wurde ein Strahlprofil eines Laserlichts auf einer Einfallsoberfläche eines optischen Integratorsystems (Fliegenaugenlinse) 630 durch Optiksoftware simuliert, wobei ein Laserlicht durch Anpassung eines Laserlichts, das von einer Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 600 emittiert wird, die ein rotes Laserlicht emittiert, durch eine Kollimatorlinse 610 mit einer flachen Oberfläche 611 und einer konvexen asphärischen Oberfläche 612 erlangt wird. Simulationsergebnisse sind in 6(b) dargestellt. Wie in 6(b) dargestellt, teilt sich das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Laserlicht in zwei Lichtströme.
Wie in 7(a) dargestellt, wurde ein Strahlprofil eines Laserlichts auf einer Einfallsoberfläche eines optischen Integratorsystems (Fliegenaugenlinse) 630 durch Optiksoftware simuliert, wobei das Laserlicht durch Anpassung des Laserlichts, das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 600 emittiert wird, die ein rotes Laserlicht emittiert, durch eine Kollimatorlinse 620 mit einer zylindrischen Oberfläche 621 und einer konvexen asphärischen Oberfläche 622 erlangt wird. Simulationsergebnisse sind in 7(b) dargestellt. Wie in 7(b) dargestellt, hat sich das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Laserlicht nicht in zwei Lichtströme geteilt und hat ein elliptisches FFP gebildet.
Wie in 6 und 7 dargestellt, kann die Kollimatorlinse mit der zylindrischen Oberfläche die Teilung des Lichtstroms eines von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts verhindern.
Anpassung des FFP durch Bewegen der Kollimatorlinse in der Richtung der optischen Achse
Die Änderung des FFP aufgrund des Anpassens des Abstands zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und der Kollimatorlinse wurde simuliert. In der Simulation wurde die Änderung des FFP im Fall der Verwendung einer Kollimatorlinse ohne eine zylindrische Oberfläche und die Änderung des FFP im Fall der Verwendung einer Kollimatorlinse mit einer zylindrischen Oberfläche bestätigt.
Wie auf einer oberen Seite in 8A dargestellt, wurde ein Strahlprofil eines Laserlichts auf einer Einfallsoberfläche 830 eines optischen Integratorsystems (Fliegenaugenlinse) durch Optiksoftware simuliert, wobei das Laserlicht durch Anpassung eines Laserlichts, das von einer Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 emittiert wird, die ein rotes Laserlicht emittiert, durch eine Kollimatorlinse 810 mit einer flachen Oberfläche 811 und einer konvexen asphärischen Oberfläche 812 erlangt wird. Die Simulation wurde jeweils in einem Fall durchgeführt, in dem der Abstand d₁ zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 und der asphärischen Kollimatorlinse 810 3,0 mm beträgt, einem Fall, in dem er 3,1 mm beträgt, und einem Fall, in dem er 3,2 mm beträgt. In allen der drei Simulationen betrug der Abstand d₂ (dargestellt auf einer unteren Seite von 8A) von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 zu der Einfallsoberfläche 830 20 mm.
Die Ergebnisse der vorstehenden drei Simulationen sind in 8B dargestellt. Wie in 8B dargestellt, teilt sich das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 emittierte Laserlicht in allen der drei vorstehenden Simulationen in drei Lichtströme. Ferner beträgt in allen der drei vorstehenden Simulationen der Abstand zwischen den Spitzen an beiden Enden 1,3 mm oder 1,31 mm und änderte sich das FFP in die vertikale Richtung kaum. Somit ist es schwierig, das FFP durch Ändern des Abstands zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und der Kollimatorlinse anzupassen.
Als Nächstes wurde, wie vorstehend in 9A dargestellt, ein Strahlprofil eines Laserlichts auf einer Einfallsoberfläche 830 eines optischen Integratorsystems (Fliegenaugenlinse) durch Optiksoftware simuliert, wobei das Laserlicht durch Anpassung des Laserlichts, das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 emittiert wird, die ein rotes Laserlicht emittiert, durch eine Kollimatorlinse 820 mit einer zylindrischen Oberfläche 821 und einer konvexen asphärischen Oberfläche 822 erlangt wird. Die Simulation wurde in jedem der Fälle durchgeführt, in denen ein Abstand d₁ zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 und der asphärischen Kollimatorlinse 820 0,05 mm nahe an der Laserlichtquelle von einer Bezugsposition war (wobei ein Abstand von der Laserlichtquelle 800 zu dem Scheitel einer konvexen Oberfläche der Kollimatorlinse 820 an dieser Bezugsposition 3,3 mm beträgt) (b-1), an der Bezugsposition (b-2), 0,05 mm entfernt von der Laserlichtquelle von der Bezugsposition (b-3), 0,1 mm entfernt von der Laserlichtquelle von der Bezugsposition (b-4), 0,15 mm entfernt von der Laserlichtquelle von der Bezugsposition (b-5), 0,2 mm entfernt von der Laserlichtquelle von der Bezugsposition (b-6), und 0,25 mm entfernt von der Laserlichtquelle von der Bezugsposition (b-7). In allen diesen Simulationen betrug der Abstand d₂ von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 zu der Einfallsoberfläche 830 des optischen Integratorsystems (Fliegenaugenlinse) 30 mm.
Ergebnisse dieser Simulationen sind in 9B und 9C dargestellt. 9B stellt Strahlprofile dar. 9C stellt eine Intensitätsverteilung auf der Y-Achse dar. Wie in 9B und 9C dargestellt, zeigen alle diese Simulationsergebnisse, dass sich der Lichtstrom des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 emittierten Laserlichts nicht geteilt hat.
Ferner ist aus diesen Simulationsergebnissen ersichtlich, dass die Form des FFP durch Verändern des Abstands zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und der asphärischen Kollimatorlinse leicht angepasst werden kann.
Als Nächstes wurde das Strahlprofil des Laserlichts unter den wie vorstehend in 9A dargestellten Bedingungen simuliert, mit der Ausnahme, dass der Abstand d₂ von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 zu der Einfallsoberfläche 830 des optischen Integratorsystems (Fliegenaugenlinse) zu 25 mm, 35 mm oder 20 mm geändert wurde.
In dem Fall, in dem der Abstand d₂ 25 mm beträgt, wurde die Simulation in einem Fall durchgeführt, in dem der Abstand d₁ zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 und der asphärischen Kollimatorlinse 820 an der Bezugsposition (wobei der Abstand von der Laserlichtquelle 800 zu dem Scheitel der konvexen Oberfläche der Kollimatorlinse 820 an dieser Bezugsposition 3,3 mm beträgt) (c-1), oder in einem Fall, in dem der Abstand d₁ so ist, dass die asphärische Kollimatorlinse 0,05 mm (c-2), 0,1 mm (c-3), 0,15 mm (c-4), 0,2 mm (c-5) oder 0,25 mm (c-6) von der Laserlichtquelle entfernt ist, verglichen mit der Bezugsposition.
In dem Fall, in dem der Abstand d₂ 35 mm beträgt, wurde die Simulation in einem Fall durchgeführt, in dem der Abstand d₁ zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 und der asphärischen Kollimatorlinse 820 so ist, dass die asphärische Kollimatorlinse 0,1 mm (d-1) oder 0,05 mm (d-2) nahe an der Laserlichtquelle war, verglichen mit der Bezugsposition (wobei der Abstand von der Laserlichtquelle 800 zu dem Scheitel der konvexen Oberfläche der Kollimatorlinse 820 an dieser Bezugsposition 3,3 mm beträgt), oder in einem Fall, in dem der Abstand d₁ zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 und der asphärischen Kollimatorlinse 820 ein Abstand an der Bezugsposition (d-3) war, oder in einem Fall, in dem der Abstand d₁ so ist, dass die asphärische Kollimatorlinse 0,05 mm (d-4), 0,1 mm (d-5) oder 0,15 mm (d-6) von der Laserlichtquelle entfernt war, verglichen mit der Bezugsposition.
In dem Fall, in dem der Abstand d₂ 20 mm beträgt, wurde die Simulation in einem Fall durchgeführt, in dem der Abstand d₁ zwischen der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle 800 und der asphärischen Kollimatorlinse 820 ein Abstand an der Bezugsposition (wobei der Abstand von der Laserlichtquelle 800 zu dem Scheitel der konvexen Oberfläche der Kollimatorlinse 820 an dieser Bezugsposition 3,3 mm beträgt) (e-1) ist, oder in einem Fall, in dem der Abstand d₁ so ist, dass die asphärische Kollimatorlinse 0,05 mm (e-2), 0,1 mm (e-3), 0,15 mm (e-4), 0,2 mm (e-5), 0,25 mm (e-6), 0,3 mm (e-7), 0,35 mm (e-8) oder 0,4 mm (e-9) von der Laserlichtquelle entfernt war, verglichen mit der Bezugsposition.
Simulationsergebnisse in den Fällen, dass die Abstände d₂ 25 mm und 35 mm betragen, sind in 10A dargestellt. Simulationsergebnisse in dem Fall, in dem der Abstand d₂ 20 mm beträgt, sind in 10B dargestellt. Wie in 10A und 10B dargestellt, hat sich das Laserlicht bei keiner der optischen Weglängen geteilt. Ferner ist ersichtlich, dass die Form des FFP durch Ändern des Abstands d₁ leicht angepasst werden kann.
Beleuchtungsverteilung auf dem Anzeigefeld des Elements für zweidimensionale räumliche Modulation
Eine Beleuchtungsverteilung auf einem Flüssigkristallanzeigefeld des Elements für zweidimensionale räumliche Modulation 340 in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 mit der in 3 dargestellten Konfiguration wurde durch Optiksoftware simuliert. Bei der Simulation wurde das LCOS als das zweidimensionale Element für räumliche Modulation 340 verwendet.
In der Simulation hatte das FFP eines von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts eine elliptische Form, die im Wesentlichen gleich der Form des FFP des Laserlichts war, das von einer anderen Laserlichtquelle emittiert wurde.
Die Beleuchtungsverteilung wurde durch Optiksoftware simuliert. 11 stellt die durch die Simulation erlangte Beleuchtungsverteilung dar. In 11 ist der effektive Bereich des Flüssigkristallanzeigefelds eine von einem Viereck A umgebene Fläche. Wie in 11 dargestellt, wurde das Flüssigkristallanzeigefeld über den gesamten effektiven Bereich beleuchtet.
Die Beleuchtungsverteilung auf dem Flüssigkristallanzeigefeld des Elements für zweidimensionale räumliche Modulation 340 wurde für eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp simuliert, die die gleiche ist, mit der Ausnahme, dass eine Kollimatorlinse mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche anstelle der Kollimatorlinse mit der zylindrischen Oberfläche und der konvexen asphärischen Oberfläche in den Anzeigevorrichtungen vom Projektionstyp 300 mit der in 3A dargestellten Konfiguration verwendet wird. Auch in dieser Simulation wurde das LCOS als das Element für zweidimensionale räumliche Modulation 340 verwendet.
In der Simulation wurde das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierte Laserlicht durch die Kollimatorlinse mit der flachen Oberfläche und der konvexen asphärischen Oberfläche angepasst. Somit war das FFP des Laserlichts nicht elliptisch und hatte nicht im Wesentlichen die gleiche Form wie das FFP des von einer anderen Laserlichtquelle emittierten Laserlichts.
Die Beleuchtungsverteilung wurde durch Optiksoftware simuliert. 12 stellt die durch die Simulation erlangte Beleuchtungsverteilung dar. In 12 ist der effektive Bereich des Flüssigkristallanzeigefelds eine Fläche, die von einem Viereck A umgeben ist. Wie in 12 dargestellt, wurden der obere und der untere Teil des effektiven Bereichs des Flüssigkristallanzeigefelds nicht ausreichend beleuchtet. Ferner war die Kondensation an vier Ecken B des effektiven Bereichs unzureichend.
Aus dem Vergleich der Ergebnisse von 11 und 12 ist ersichtlich, dass die Beleuchtungsverteilung auf dem Flüssigkristallanzeigefeld des Elements für zweidimensionale räumliche Modulation vereinheitlicht werden kann, indem das FFP des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts in eine elliptische Form und im Wesentlichen die gleiche Form wie das FFP des von der anderen Laserlichtquelle emittierten Laserlichts gebracht wird.
Beleuchtungsverteilungen des von dem zweiten optischen Integratorsystem gebildeten Bildes
Beleuchtungsverteilungen eines Bildes, das von dem zweiten optischen Integratorsystem 360 in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 mit der in 3A dargestellten Konfiguration gebildet wird, wurden durch Optiksoftware simuliert. Die Simulationsergebnisse sind in 13 dargestellt. 13(a) stellt eine Beleuchtungsverteilung des gebildeten Bildes dar. 13(b) stellt eine Beleuchtungsverteilung in einem vertikalen Querschnitt X in 13(a) dar. Wie in 13(a) und 13(b) dargestellt, war die Beleuchtungsverteilung des von dem zweiten optischen Integratorsystem gebildeten Bildes einheitlich.
Beleuchtungsverteilungen eines Bildes, das von dem zweiten optischen Integratorsystem 360 gebildet wird, wurden durch Optiksoftware in Bezug auf eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp simuliert, die die gleiche ist, mit der Ausnahme, dass eine Kollimatorlinse mit einer flachen Oberfläche und einer konvexen asphärischen Oberfläche anstelle der Kollimatorlinse mit der zylindrischen Oberfläche und der konvexen asphärischen Oberfläche in der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp 300 mit der in 3A dargestellten Konfiguration verwendet wird. Simulationsergebnisse sind in 14 dargestellt. 14(a) stellt eine Beleuchtungsverteilung des gebildeten Bildes dar. 14(b) stellt eine Beleuchtungsverteilung in einem vertikalen Querschnitt X in 14(a) dar. Wie in 14(a) und 14(b) dargestellt, war die Beleuchtungsverteilung des von dem zweiten optischen Integratorsystem gebildeten Bildes nicht einheitlich.
Aus dem Vergleich der Ergebnisse von 13 und 14 ist ersichtlich, dass die Beleuchtungsverteilung des von dem zweiten optischen Integratorsystem gebildeten Bildes durch Anpassung mit der Kollimatorlinse so vereinheitlicht werden kann, dass sich der Lichtstrom des von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittierten Laserlichts nicht teilt.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen verwenden kann.

[1] Eine Lichtquellenvorrichtung, die umfasst:
- eine Gruppe von Laserlichtquellen, die mindestens eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, die ein farbiges Licht emittiert, das sich von dem der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle unterscheidet, umfasst;
- eine Kollimatorlinse mit mindestens einer zylindrischen Oberfläche, die ein von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht anpasst; und
- eine Lichtleitereinheit, die eine Farbsynthese eines Laserlichts, das von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird und die zylindrische Oberfläche passiert hat, und eines Laserlichts, das von der mindestens einen Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird, durchführt.
[2] Lichtquellenvorrichtung nach [1], die ferner ein optisches Integratorsystem umfasst, das einen durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstrom in im Wesentlichen paralleles Licht umwandelt.
[3] Lichtquellenvorrichtung nach [2], wobei das optische Integratorsystem mit einem Element für zweidimensionale räumliche Modulation verbunden ist.
[4] Lichtquellenvorrichtung nach [2], wobei die Lichtquellenvorrichtung verwendet wird, um eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp zu bilden, und ein Einfallswinkel θ(°) des Lichtstroms auf das optische Integratorsystem innerhalb eines Bereichs liegt, der durch eine folgende Formel (1) dargestellt wird, $θ < 180 / π \cdot {sin}^{- 1} (NA)$
(wobei NA = 1/(2*F#), F# = EFL/D, F# eine Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist, EFL eine Brennweite der Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist und D ein Blendendurchmesser der Projektionslinse ist).
[5] Lichtquellenvorrichtung nach einem von [1] bis [4], wobei die Lichtleitereinheit eine zylindrische Linse mit einem Krümmungsradius von 10 mm < R < 100 mm oder einen zylindrischen Spiegel mit einem Krümmungsradius von -100 mm < R < -10 mm umfasst, und die zylindrische Linse oder der zylindrische Spiegel auf einem Strahlengang eines von der Kollimatorlinse angepassten Laserlichts angeordnet ist.
[6] Lichtquellenvorrichtung nach einem von [1] bis [5], wobei die Lichtleitereinheit einen dichroitischen Spiegel mit optischen Eigenschaften umfasst, die ein Ablenkungsverhältnis des Laserlichts verbessern, das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und/oder der Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird.
[7] Lichtquellenvorrichtung nach einem von [1] bis [6], wobei die Lichtquellenvorrichtung ein optisches Polarisationselement umfasst, das auf einem Strahlengang des durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstroms angeordnet ist, und der Lichtstrom auf das optische Element für Polarisation im Wesentlichen im Brewster-Winkel einfallen kann.
[8] Lichtquellenvorrichtung nach einem von [1] bis [7], wobei eine Mehrzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen und/oder eine Mehrzahl von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen so angeordnet ist, dass eine Fortbewegungsrichtung eines im Wesentlichen mittleren Teils jedes Laserlichts auf einer Emissionsoberfläche jeder der Lichtquellen nicht in der gleichen Ebene liegt.
[9] Lichtquellenvorrichtung nach einem von [2] bis [4], die ferner ein zweites optisches Integratorsystem umfasst, das auf einem Strahlengang zwischen der Lichtleitereinheit und dem optischen Integratorsystem angeordnet ist.
[10] Lichtquellenvorrichtung nach [9], wobei das zweite optische Integratorsystem zwei Fliegenaugenoberflächen umfasst, wobei die zwei Fliegenaugenoberflächen den gleichen Krümmungsradius R haben, und ein Einfallswinkel θ(°) des Lichtstroms auf die Fliegenaugenoberfläche auf einer Seite der Lichtleitereinheit innerhalb eines Bereichs liegt, der durch eine folgende Formel (2) dargestellt wird, $θ < 180 / π \cdot {tan}^{- 1} (h / f)$
(wobei f = nR²/ ((n - 1) (2nR - t(n - 1))), h eine Bildhöhe (mm) einer Zelle einer Fliegenaugenlinse, f eine Brennweite (mm) der Fliegenaugenlinse, n ein Brechungsindex der Fliegenaugenlinse, R ein Krümmungsradius (mm) der Fliegenaugenlinse und t eine Kerndicke (mm) der Fliegenaugenlinse ist).
[11] Lichtquellenvorrichtung nach einem von [1] bis [10], wobei die mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle eine Breit-Emitter-Laserlichtquelle umfasst.
[12] Lichtquellenvorrichtung nach einem von [1] bis [11], wobei die Kollimatorlinse eine konkave zylindrische Oberfläche hat und ein Krümmungsradius der konkaven zylindrischen Oberfläche -3 mm bis -0,5 mm beträgt.
[13] Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Lichtquellenvorrichtung umfasst, die umfasst:
- eine Gruppe von Laserlichtquellen, die mindestens eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, die ein farbiges Licht emittiert, das sich von dem der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle unterscheidet, umfasst;
- eine Kollimatorlinse mit mindestens einer zylindrischen Oberfläche, die ein von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht anpasst; und
- eine Lichtleitereinheit, die eine Farbsynthese eines Laserlichts, das von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird und die zylindrische Oberfläche passiert hat, und eines Laserlichts, das von der mindestens einen Laserlichtquelle emittiert wird, durchführt.

Bezugszeichenliste

100: Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp
110: Laserlichtquelleneinheit
120: Optisches Integratorsystem
130: Polarisierendes Strahlteilerprisma
140: Element für zweidimensionale räumliche Modulation
150: Projektionslinse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2016/047450 [0004]

Claims

Lichtquellenvorrichtung, die aufweist: eine Gruppe von Laserlichtquellen, die mindestens eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, die ein farbiges Licht emittiert, das sich von dem der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle unterscheidet, umfasst; eine Kollimatorlinse mit mindestens einer zylindrischen Oberfläche, die ein von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht anpasst; und eine Lichtleitereinheit, die eine Farbsynthese eines Laserlichts, das von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird und die zylindrische Oberfläche passiert hat, und eines Laserlichts, das von der mindestens einen Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird, durchführt.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein optisches Integratorsystem aufweist, das einen durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstrom in im Wesentlichen paralleles Licht umwandelt.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das optische Integratorsystem mit einem Element für zweidimensionale räumliche Modulation verbunden ist.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Lichtquellenvorrichtung verwendet wird, um eine Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp zu bilden, und ein Einfallswinkel θ(°) des Lichtstroms auf das optische Integratorsystem innerhalb eines Bereichs liegt, der durch eine folgende Formel (1) dargestellt wird, $θ < 180 / π \cdot {sin}^{- 1} (NA)$
(wobei NA = 1/(2*F#), F# = EFL/D, F# eine Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist, EFL eine Brennweite der Projektionslinse der Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp ist und D ein Blendendurchmesser der Projektionslinse ist).
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtleitereinheit eine zylindrische Linse mit einer konvexen zylindrischen Oberfläche mit einem Krümmungsradius von 10 mm < R < 100 mm oder einen zylindrischen Spiegel mit einer konkaven zylindrischen Oberfläche mit einem Krümmungsradius von -100 mm < R < - 10 mm umfasst und die zylindrische Linse oder der zylindrische Spiegel auf einem Strahlengang eines von der Kollimatorlinse angepassten Laserlichts angeordnet ist.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtleitereinheit einen dichroitischen Spiegel mit optischen Eigenschaften umfasst, die ein Ablenkungsverhältnis des Laserlichts verbessern, das von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und/oder der Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtquellenvorrichtung ein optisches Polarisationselement umfasst, das auf einem Strahlengang eines durch die Farbsynthese der Lichtleitereinheit aggregierten Lichtstroms angeordnet ist, und der Lichtstrom auf das optische Element für Polarisation im Wesentlichen im Brewster-Winkel einfällt.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl von Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen und/oder eine Mehrzahl von Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquellen so angeordnet ist, dass eine Fortbewegungsrichtung eines im Wesentlichen mittleren Teils jedes Laserlichts auf einer Emissionsoberfläche jeder der Lichtquellen nicht in der gleichen Ebene liegt.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner ein zweites optisches Integratorsystem umfasst, das auf einem Strahlengang zwischen der Lichtleitereinheit und dem optischen Integratorsystem angeordnet ist.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das zweite optische Integratorsystem zwei Fliegenaugenoberflächen umfasst, wobei die zwei Fliegenaugenoberflächen den gleichen Krümmungsradius R haben, und ein Einfallswinkel θ(°) des Lichtstroms auf die Fliegenaugenoberfläche auf einer Seite der Lichtleitereinheit innerhalb eines Bereichs liegt, der durch eine folgende Formel (2) dargestellt wird, $θ < 180 / π \cdot {tan}^{- 1} (h / f)$
(wobei f = nR²/ ((n - 1) (2nR - t(n - 1))), h eine Bildhöhe (mm) einer Zelle einer Fliegenaugenlinse, f eine Brennweite (mm) der Fliegenaugenlinse, n ein Brechungsindex der Fliegenaugenlinse, R ein Krümmungsradius (mm) der Fliegenaugenlinse und t eine Kerndicke (mm) der Fliegenaugenlinse ist).
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle eine Breit-Emitter-Laserlichtquelle umfasst.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kollimatorlinse eine konkave zylindrische Oberfläche hat und ein Krümmungsradius der konkaven zylindrischen Oberfläche -3 mm bis -0,5 mm beträgt.
Anzeigevorrichtung vom Projektionstyp, die eine Lichtquellenvorrichtung aufweist, die umfasst: eine Gruppe von Laserlichtquellen, die mindestens eine Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle und mindestens eine Nicht-Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle, die ein farbiges Licht emittiert, das sich von dem der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle unterscheidet, umfasst; eine Kollimatorlinse mit mindestens einer zylindrischen Oberfläche, die ein von der Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht anpasst; und eine Lichtleitereinheit, die eine Farbsynthese eines Laserlichts, das von der mindestens einen Mehrfach-Emitter-Laserlichtquelle emittiert wird und die zylindrische Oberfläche passiert hat, und eines Laserlichts, das von der mindestens einen Laserlichtquelle emittiert wird, durchführt.