TWI412869B - 投影型顯示裝置 - Google Patents

Description

投影型顯示裝置

本發明係有關使用複數個光源燈(lamp)的投影型顯示裝置。

為了實現以投影型顯示裝置顯示的影像的大畫面化及高亮度化，已有提案一種投影型顯示裝置，其具備具有複數個光源燈的多燈式光源裝置。例如，在專利文獻1(日本特開2001-359025號公報的段落0013至0018、第1圖)中提案的投影型顯示裝置用的光源裝置是利用配置在光源燈的聚光點附近的稜鏡(prism)將來自彼此相對向地配置的2個光源燈的光束予以合成。

專利文獻1：日本特開2001-359025號公報

然而，在專利文獻1所記載的裝置中，由於是將2個光源燈以夾著稜鏡的方式相對向配置，因此光源燈的損失(loss)光之中，到達相對向光源燈的發光部的光的比率變高，有光利用效率降低的問題，以及因損失光的入射而伴隨產生的光源燈的溫度上升所造成的光源燈壽命縮短的問題。

因此，本發明乃為了解決上述習知技術的課題而研創者，其目的在於提供一種光利用效率高且具備長壽命光源裝置的投影型顯示裝置。

本發明的投影型顯示裝置，其特徵在於，具備：第1光源手段，射出第1光束；第2光源手段，與前述第1光源手段大致相對向地配置，且射出第2光束；光強度均勻化手段，具有入射端及射出端，將入射至前述入射端的光束轉換為強度分佈經均勻化的光束並從前述射出端射出；第1彎曲反射手段，將自前述第1光源手段射出的前述第1光束轉向前述入射端；及第2彎曲反射手段，將自前述第2光源手段射出的前述第2光束轉向前述入射端；圖像顯示元件，將射出自前述光强度均勻化手段的前述射出端的光束調變轉換為圖像光；及投影光學系統，將前述圖像光投影到屏幕(screen)；以使前述第1光源手段的第1光軸不與前述第2光源手段的第2光軸一致，且使從前述第1彎曲反射手段至前述入射端為止的第1距離相異於從前述第2彎曲反射手段至前述入射端為止的第2距離的方式，來配置前述第1光源手段、前述第2光源手段、前述第1彎曲反射手段、及前述第2彎曲反射手段。

本發明中，由於以使第1光源手段的第1光軸不與第2光源手段的第2光軸一致，且使從第1彎曲反射手段至光強度均勻化手段的入射端為止的第1距離相異於從第2彎曲反射手段至光強度均勻化手段的入射端為止的第2距離的方式來配置各構成，因此能使從第1光源手段射向第2光源手段的損失光及從第2光源手段射向第1光源手段的損失光減少，而提高光利用效率。此外，依據本發明，第1光源手段及第2光源手段受到損失光的影響變小，因此有能夠延長壽命的效果。

實施形態1

第1圖係概略性顯示本發明實施形態1的投影型顯示裝置的構成之圖。如第1圖所示，實施形態1的投影型顯示裝置具有：光源裝置10，射出強度經均勻化的光束；圖像顯示元件(光閥(light valve))61，依據輸入影像信號將射出自光源裝置10的光束L3調變轉換為圖像光L4；及投影光學系統62，將圖像光L4放大投影到屏幕63。雖然在第1圖中是顯示反射型的圖像顯示元件61，但圖像顯示元件61亦可是穿透型的圖像顯示元件。圖像顯示元件61例如是液晶光閥、數位微鏡片裝置(DMD：Digital Micromirror Device)等。當為背面投射型的投影型顯示裝置時，屏幕63是屬於投影型顯示裝置的一部分。此外，光源裝置10、圖像顯示元件61、投影光學系統62、及屏幕63的配置並不限定於圖示的例子。

光源裝置10具有：作為第1光源手段的第1光源燈11，射出第1光束L1；作為第2光源手段的第2光源燈12，與第1光源燈11大致相對向地配置，且射出第2光束L2；作為光強度均勻化手段的光强度均勻化元件15，將入射至入射端15a的光束轉換為強度分佈經均勻化的光束並從射出端15b射出；作為第1彎曲反射手段的第1彎曲反射鏡(mirror)13，將自第1光源燈11射出的第1光束L1轉向入射端15a；及作為第2彎曲反射手段的第2彎曲反射鏡14，將自第2光源燈12射出的第2光束L2轉向入射端15a。

實施形態1中，自第1光源燈11射出的第1光束L1及自第2光源燈12射出的第2光束L2是聚光光束。以使第1光源燈11的第1光軸11c不與第2光源燈12的第2光軸12c一致，且使從第1彎曲反射鏡13至入射端15a為止的第1距離相異於從第2彎曲反射鏡14至入射端15a為止的第2距離(使差異達後述的偏移(offset)量OS)的方式來配置第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎曲反射鏡13、第2彎曲反射鏡14、及光强度均勻化元件15。於第1圖是顯示從第1彎曲反射鏡13至入射端15a為止的第1距離較從第2彎曲反射鏡14至入射端15a為止的第2距離短的情形。此外，於第1圖是顯示以使第1光源燈11的第1光軸11c與光强度均勻化元件15的光軸15c之夾角為90度，且使第2光源燈12的第2光軸12c與光强度均勻化元件15的光軸15c之夾角為90度的方式，來配置第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎曲反射鏡13、第2彎曲反射鏡14、及光强度均勻化元件15的情形。

第1光源燈11例如可由射出白色光的發光體11a及設置在該發光體11a周圍的橢圓面鏡11b來構成。橢圓面鏡11b將自對應於橢圓第1中心的第1焦點射出的光束予以反射並使反射光束會聚在對應於橢圓第2中心的第2焦 點。發光體11a配置在橢圓面鏡11b的第1焦點附近，而自該發光體11a射出的光束會聚在橢圓面鏡11b的第2焦點附近。此外，第2光源燈12例如可由射出白色光的發光體12a及設置在該發光體12a周圍的橢圓面鏡12b來構成。橢圓面鏡12b將自對應於橢圓第1中心的第1焦點射出的光束予以反射並使反射光束會聚在對應於橢圓第2中心的第2焦點。發光體12a配置在橢圓面鏡12b的第1焦點附近，而自該發光體12a射出的光束會聚在橢圓面鏡12b的第2焦點附近。另外，亦可取代橢圓面鏡11b及12b而使用拋物面鏡。此情形中，在藉由拋物面鏡將自發光體11a及12a射出的光束予以大致平行化後，亦可利用聚焦透鏡(condenser lens)(未圖示)使之會聚。此外，亦可取代橢圓面鏡11b及12b而使用拋物面鏡以外的凹面鏡。此外，光源燈的數目亦可設為3座以上。

此外，實施形態1的投影型顯示裝置中是以使第1光束L1的第1聚光點F1位於比第1彎曲反射鏡13靠近光强度均勻化元件15側，且使第2光束L2的第2聚光點F2位於比第2彎曲反射鏡14靠近光强度均勻化元件15側的方式，來配置第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎曲反射鏡13、第2彎曲反射鏡14、及光强度均勻化元件15。由橢圓面鏡11b所聚光的第1光束L1藉由第1彎曲反射鏡13而聚光在光强度均勻化元件15的入射端15a附近。由橢圓面鏡12b所聚光的第2光束L2藉由第2彎曲反射鏡14而聚光在光强度均勻化元件15的入射端15a附近。此外，實施形態1的投影型顯示裝置中，第1光束L1的中心光線(實施形態1中是平行於光軸15c)入射至入射端15a的第1入射位置與第2光束L2的中心光線(實施形態1中是平行於光軸15c)入射至入射端15a的第2入射位置乃為彼此相異的位置，且為偏離光强度均勻化元件15的光軸15c的位置(後述的偏離達偏心量d1、d2的位置)。

光强度均勻化元件15具有將由第1彎曲反射鏡13所引導的第1光束L1及由第2彎曲反射鏡14所引導的第2光束L2在該光束剖面內(亦即，與光强度均勻化元件15的光軸15c正交的平面內)的光強度予以均勻化(亦即，減低照度不均)的功能。就光强度均勻化元件15而言，一般有：以玻璃(glass)或樹脂等透明材料來製作且以側壁內側成為全反射面的方式構成的多角形柱狀棒(rod)(亦即，剖面形狀為多角形的柱狀構件)，或者，以使光反射面作為內側的方式組合成筒狀且剖面形狀為多角形的管(pipe)(管狀構件)。當光强度均勻化元件15為多角柱狀棒時，是利用透明材料與空氣界面之全反射作用使光反射複數次後從射出端射出。當光强度均勻化元件15為多角形管時，是利用朝向內側的表面鏡的反射作用使光反射複數次後從射出端(射出口)射出。只要光强度均勻化元件15在光束的行進方向確保有適當的長度，在內部反射了複數次的光便會重疊照射在光强度均勻化元件15的射出端15b的附近，從而在光强度均勻化元件15的射出端15b附近可獲得大致均勻的強度分佈。

第2圖(a)至(c)是概略性顯示在光强度均勻化元件15的入射端15a的光束的分佈之說明圖。在第2圖(a)至(c)中，濃度畫得濃(接近黑色)的範圍屬於光束強(亮)的區域，濃度愈淡(愈接近白色)則屬於光束愈弱(暗)的區域。第2圖(a)顯示使用1座光源燈的比較例的情形中光强度均勻化元件的入射端的光束分佈的一例。第2圖(a)顯示在入射端15a的中央附近存在光強度的峰值(peak)且往周邊逐漸變暗的分佈情況。此外，第2圖(b)及(c)顯示使用2座光源燈的本發明的情形中光强度均勻化元件15的入射端15a的光束分佈之例。此外，第2圖(b)顯示於光强度均勻化元件15的入射端15a，第1光源燈11的光照射區域與第2光源燈12所照射的光照射區域在入射端15a幾乎不重複之例。此外，第2圖(c)顯示於光强度均勻化元件15的入射端15a，第1光源燈11的光照射區域與第2光源燈12所照射的光照射區域在入射端15a大致重複，且第1光束L1的中心光線的方向相對於光軸15c傾斜、第2光束L2的中心光線的方向相對於第1光束L1的中心光線的方向及光軸15c兩者傾斜的情形。

第3圖是概略性顯示比較例的彎曲反射鏡的配置之圖。第3圖顯示配置1座光源燈，且光源燈的光軸111c與光强度均勻化元件115的光軸1115c正交，且以使以彎曲反射鏡113反射的光束L1的中心光線一致於光强度均勻化元件的光軸115c的方式構成的情形。在第3圖的比較例的情形中，由於能夠將彎曲反射鏡113的反射面的大小形成為足夠大，因此能夠將來自光源燈的光束L1幾乎無損失地予以彎曲反射。

第4圖是概略性顯示實施形態1的投影型顯示裝置的重點部分的構成之圖。於第4圖顯示有第1彎曲反射鏡13、第2彎曲反射鏡14、及光强度均勻化元件15。如第4圖所示，實施形態1中是將各構成配置為使第1光源燈11的橢圓面鏡11b的第2焦點及第2光源燈12的橢圓面鏡12b的第2焦點位於光强度均勻化元件15的入射端15a附近。此外，構成為使第1光源燈11的第1光軸11c與第2光源燈12的第2光軸12c不一致，且第1光軸11c與第2光軸12c之間隔為比0大的值(偏移量OS)。

在利用第1彎曲反射鏡13使來自第1光源燈11的第1光束L1入射至光强度均勻化元件15的入射端15a且同時利用第2彎曲反射鏡14使來自第2光源燈12的第2光束L2入射至光强度均勻化元件15的入射端15a的情形中，第1彎曲反射鏡13為了構成為不會遮擋第2光束L2，因而無法確保有足夠的大小。因此，在第4圖的構成中，第1光束L1及第2光束L2不可避免會有某程度的損失。

假如使第1彎曲反射鏡13所彎曲反射的第1光束L1的中心光線L10及第2彎曲反射鏡14所彎曲反射的第2光束L2的中心光線L20一致於光强度均勻化元件15的光軸15c，光的損失會更多。是故，實施形態1的投影型顯示裝置中是將第1彎曲反射鏡13所彎曲反射的第1光束L1的中心光線L10相對於光强度均勻化元件15的光軸15c之偏心量d1及第2彎曲反射鏡14所彎曲反射的第2光束L2的中心光線L20相對於光强度均勻化元件15的光軸15c之偏心量d2設定為比0大的值。

第5圖是顯示計算偏心量d1、d2與光利用效率之關係時的構成之說明圖。如第5圖所示，例如，當構成為使來自第1光源燈11的第1光束的中心光線L10入射至偏心量d1的位置時，由於來自第1光源燈11的第1光束L1會聚光於在光强度均勻化元件15的入射端15a上偏離達偏心量d1之位置，因此在光强度均勻化元件15的入射端15a的光利用效率降低。同樣地，如第5圖所示，例如，當構成為使來自第2光源燈12的第2光束的中心光線L20入射至偏心量d2的位置時，由於來自第2光源燈12的第2光束L2會聚光於在光强度均勻化元件15的入射端15a上偏離達偏心量d2之位置，因此在光强度均勻化元件15的入射端15a的光利用效率降低。

第6圖是顯示偏心量d1、d2與光利用效率B之關係的模擬(simulation)計算結果之圖。在第6圖中，光利用效率B是以相對於在偏心量d1、d2為0時，亦即如第4圖所示，入射至光强度均勻化元件15的光束的中心光線一致於光强度均勻化元件15的光軸15c時的光利用效率之比值來表示。依據第6圖，偏心量d1為0時，光利用效率B成為1。偏心量d1為0.5mm時，光利用效率B成為0.99，當偏心量d1分別增加至1mm、1.5mm、2mm時，光利用效率B分別降低至0.97、0.92、0.84。實施形態1中是例如將偏心量d1及d2皆設定為1.5mm以使光利用效率B高達0.9以上且來自第2光源燈12的第2光束L2不易被第1彎曲反射鏡14遮擋(亦即，使干涉緩和)。但偏心量d1及d2是可依據各構成的形狀、尺寸(size)、配置、光束的行進方向、各構成的光學特性、要求性能等各種主要因素來決定。

第7圖是顯示偏心量d3與光利用效率C之關係的模擬計算結果之圖。如第4圖所示，實施形態1中，第1光源燈11的第1光軸11c是配置在比第2光源燈12的第2光軸12c更靠近光强度均勻化元件15側。第1彎曲反射鏡13的光强度均勻化元件15的光軸15c側的端部13a是為了盡可能避免與來自第2光源燈12的第2光束L2發生干涉而配置成比光强度均勻化元件15的光軸15c更靠近第1光源燈11側(第4圖中的上側)。在第7圖是顯示將第4圖中的偏心量d1固定為1.5mm且使偏心量d3變化時的光利用效率C的模擬計算結果。與第6圖的光利用效率B的情形同樣地，第7圖中的光利用效率C是以相對於在第5圖中的偏心量d1為0時，亦即第1光束L1的中心光線L10與光强度均勻化元件15的光軸15c一致時的光利用效率之比值來表示。於第7圖顯示使偏心量d3從1mm變化至5mm為止時的光利用效率C之變化。從第7圖可知，偏心量d3小時，第1彎曲反射鏡13會變小，因此光利用效率C降低，以及可知當將偏心量d3從1mm持續增加時光利用效率C會逐漸升高，而在偏心量d3為3mm及3.5mm時光利用效率C達到最高。

第8圖是顯示偏移量OS與光利用效率之關係及偏移量OS與損失光之關係之圖。於第8圖顯示將偏心量d1及d2固定為1.5mm、偏心量d3固定為3.5mm，且將第1光源燈11的第1光軸11c與第2光源燈12的第2光軸12c的偏移量OS從0mm變化至8.5mm為止時的光利用效率與損失光以相對於偏移量OS為0mm時的相對值算出的結果。第8圖中的「損失光」是對在點亮第1光源燈11或第2光源燈12其中任一方時到達另一方的光源燈12或11的發光體12a或11a的光量進行模擬計算而得。第8圖中，損失光多時，一方的光源燈會使另一方的光源燈的溫度大幅上升，因此有發光效率或壽命降低之虞。此外，損失光成為雜散光而侵入至投影型顯示裝置內的其他部位時，會有對畫質造成不良影響等的問題出現之虞。是以，期望損失光要少。

在第1光源燈11的第1光軸11c與第2光源燈12的第2光軸12c的偏移量OS進行探討時，雖然當第4圖所示的偏移量OS增加，則第2光源燈12的第2彎曲反射鏡14必須要變大，但是由於能夠將第2彎曲反射鏡14的第1光源燈11側的端部14a往比光强度均勻化元件15的光軸15c更靠近第1光源燈11側延伸，因此即使增加偏移量OS，第2彎曲反射鏡14中的光損失也不會變多。

第8圖中，即使第1光源燈11的第1光軸11c與第2光源燈12的第2光軸12c的偏移量OS變化，光利用效率仍成為一定。因此，最適當的偏移量OS是依據損失光的量來決定為宜。在僅點亮第2光源燈12時，若以到達第1光源燈11的發光體11a的損失光為LA，則當增加偏移量OS時，損失光LA便減少。同樣地，在僅點亮第1光源燈時11，若以到達第2光源燈12的光源12b的損失光為LB，則當增加偏移量OS時，損失光LB便減少。依據第8圖可知損失光LA在偏移量OS為2.5mm以上時大致成為0。如第8圖所示，若將第1光源燈11的第1光軸11c與第2光源燈12的第2光軸12c的偏移量OS配置為確保某一定值以上，則既維持高光利用效率同時能夠使損失光大幅減少。另外，最適當的偏移量OS並不限定於第8圖的例子，可依據各構成的形狀、尺寸、配置、光束的行進方向、各構成的光學特性、要求性能等各種主要因素來決定。

如上述所說明，實施形態1的投影型顯示裝置中，第1光源燈11的第1光軸11c與第2光源燈12的第2光軸12c是配置成彼此不一致，因此既維持高光利用效率同時能夠大幅減少損失光。

此外，實施形態1的投影型顯示裝置中，由於將第1光源燈11與第2光源燈12的聚光點配置在光强度均勻化元件15的入射端15a附近，因此能夠提供光利用效率高的光學系統。

並且，實施形態1的投影型顯示裝置中，由於將第1彎曲反射鏡13配置在第1光源燈11與聚光點F1為止之間，且將第2彎曲反射鏡14配置在第2光源燈12與聚光點F2為止之間，而構成為使第1光束及第2光束彎曲反射的構成，因此能夠提供光利用效率高並降低損失光的光學系統。

此外，實施形態1的投影型顯示裝置中，當利用以內面作為光反射面的管狀構件來構成光强度均勻化元件15時，光强度均勻化元件15的保持構造的設計變得容易，並且散熱性能提升。

此外，實施形態1的投影型顯示裝置中，當以利用透明材料所構成且剖面形狀為多角形的柱狀光學元件作為光强度均勻化元件15時，光强度均勻化元件15的設計變得容易。

並且，實施形態1的投影型顯示裝置中，由於將各構成配置為使聚光點位於比第1彎曲反射鏡13及第2彎曲反射鏡14更靠近光强度均勻化元件15側，因此能夠抑制各彎曲反射鏡的發熱。是故，實施形態1的投影型顯示裝置中，不需要追加冷卻裝置等，能夠實現構成的簡單化、裝置的低成本化。

實施形態2

第9圖是概略性顯示本發明實施形態2的投影型顯示裝置的光源裝置20的構成之圖。第9圖所示的光源裝置20能夠作為第1圖(實施形態1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置來使用。第9圖中的第1光源燈21、第2光源燈22、第1彎曲反射鏡23、第2彎曲反射鏡24、及光强度均勻化元件25分別與第1圖中第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎曲反射鏡13、第2彎曲反射鏡14、及光强度均勻化元件15為同樣構成。第9圖中的發光體21a及22a、橢圓面鏡21b及22b、光軸21c及22c、入射端25a、射出端25b、以及光軸25c分別與第1圖中的發光體11a及12a、橢圓面鏡11b及12b、光軸11c及12c、入射端15a、射出端15b、以及光軸15c為同樣構成。實施形態2的投影型顯示裝置與上述實施形態1的投影型顯示裝置之相異點在於，實施形態2的投影型顯示裝置具備：將第1彎曲反射鏡23所彎曲反射的第1光束L1及第2彎曲反射鏡24所彎曲反射的第2光束L2引導至光强度均勻化元件25的中繼(relay)光學系統26。如第9圖所示，實施形態2中，中繼光學系統26是以透鏡26a及透鏡26b所構成，用以將光束引導至光强度均勻化元件25。藉由配置中繼光學系統26，便能夠將入射至光强度均勻化元件25的入射端25a的光束之分佈轉換成所期望之分佈。

另外，實施形態2中除了上述的點之外，其餘皆與上述實施形態1的情形相同。

實施形態3

第10圖是概略性顯示本發明實施形態3的投影型顯示裝置的光源裝置30的構成之圖。第10圖所示的光源裝置30能夠作為第1圖(實施形態1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置來使用。第10圖中的第1光源燈31、第2光源燈32、第1彎曲反射鏡33、第2彎曲反射鏡34、及光强度均勻化元件35分別與第1圖中第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎曲反射鏡13、第2彎曲反射鏡14、及光强度均勻化元件15為同樣構成。第10圖中的發光體31a及32a、橢圓面鏡31b及32b、光軸31c及32c、入射端35a、射出端35b、以及光軸35c分別與第1圖中的發光體11a及12a、橢圓面鏡11b及12b、光軸11c及12c、入射端15a、射出端15b、以及光軸15c為同樣構成。實施形態3的投影型顯示裝置與上述實施形態1的投影型顯示裝置之相異點在於，實施形態3的投影型顯示裝置具備：將第1彎曲反射鏡33所彎曲反射的第1光束L1及第2彎曲反射鏡34所彎曲反射的第2光束L2引導至光强度均勻化元件35的中繼光學系統36。如第10圖所示，實施形態3中，中繼光學系統36是以透鏡36a、彎曲反射鏡36b、及透鏡36c所構成，用以將光束引導至光强度均勻化元件35。藉由配置中繼光學系統36，便能夠將入射至光强度均勻化元件35的入射端35a的光束之分佈轉換成所期望之分佈。此外，如第10圖所示，由於中繼光學系統36具有彎曲反射鏡36b，因此能夠提高投影型顯示裝置的各構成的配置自由度(亦即，能夠實現靈活的配置佈局(layout))。

另外，實施形態3中除了上述的點之外，其餘皆與上述實施形態1或2的情形相同。

實施形態4

第11圖是概略性顯示本發明實施形態4的投影型顯示裝置的光源裝置40的構成之圖。第11圖所示的光源裝置40能夠作為第1圖(實施形態1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置來使用。第11圖中的第1光源燈41、第2光源燈42、第1彎曲反射鏡43、第2彎曲反射鏡44、及中繼光學系統46分別與第9圖(實施形態2)中的第1光源燈21、第2光源燈22、第1彎曲反射鏡23、第2彎曲反射鏡24、及中繼光學系統26為同樣構成。第11圖中的發光體41a及42a、橢圓面鏡41b及42b、光軸41c及42c分別與第9圖中的發光體21a及22a、橢圓面鏡21b及22b、光軸21c及22c為同樣構成。實施形態4的投影型顯示裝置與上述實施形態2的投影型顯示裝置之差異在於光强度均勻化元件45的構成。如第11圖所示，實施形態4中，光强度均勻化元件45是藉由將以二維形式排列複數個透鏡元件而成的透鏡陣列(lens array)45a及45b朝光軸45c方向並列配置而構成。藉由如此構成的光强度均勻化元件45，使照明光束的剖面內的強度分佈均勻，而能夠抑制照度不均。此外，依據實施形態4的投影型顯示裝置，相較於以光學構件的棒(rod)來構成光强度均勻化元件的情形，能夠縮小光軸45c方向的尺寸。

另外，實施形態4中除了上述的點之外，其餘皆與上述實施形態1、2或3的情形相同。

實施形態5

第12圖是概略性顯示本發明實施形態5的投影型顯示裝置的光源裝置50的構成之圖。第12圖所示的光源裝置50能夠作為第1圖(實施形態1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置來使用。第12圖中的第1光源燈51、第2光源燈52、第1彎曲反射鏡53、第2彎曲反射鏡54、及光强度均勻化元件55分別與第1圖中第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎曲反射鏡13、第2彎曲反射鏡14、及光强度均勻化元件15為同樣構成。第12圖中的發光體51a及52a、橢圓面鏡51b及52b、光軸51c及52c、入射端55a、射出端55b、以及光軸55c分別與第1圖中的發光體11a及12a、橢圓面鏡11b及12b、光軸11c及12c、入射端15a、射出端15b、以及光軸15c為同樣構成。實施形態5的投影型顯示裝置與上述實施形態1的投影型顯示裝置之相異點在於，實施形態5的投影型顯示裝置是以使第1光軸51c與光强度均勻化元件55的光軸55c的夾角比90度小，且第2光軸52c與光强度均勻化元件55的夾角比90度小的方式，來配置第1光源燈51、第2光源燈52、第1彎曲反射鏡53、第2彎曲反射鏡54、及光强度均勻化元件55。依據實施形態5，能夠縮短光源裝置50的第12圖中的縱方向的尺寸。

此外，亦能夠以使第1光軸51c與光强度均勻化元件55的光軸55c的夾角比90度大，且第2光軸52c與光强度均勻化元件55的夾角比90度大的方式，來配置第1光源燈51、第2光源燈52、第1彎曲反射鏡53、第2彎曲反射鏡54、及光强度均勻化元件55。

另外，實施形態5中除了上述的點之外，其餘皆與上述實施形態1、2、3或4的情形相同。

實施形態6

第13圖是概略性顯示本發明實施形態6的投影型顯示裝置的光源裝置70的構成之圖。第13圖所示的光源裝置70能夠作為第1圖(實施形態1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置來使用。第13圖中的第1光源燈71、第2光源燈72、第1彎曲反射鏡73、第2彎曲反射鏡74、及光强度均勻化元件75分別與第1圖中第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎曲反射鏡13、第2彎曲反射鏡14、及光强度均勻化元件15為同樣構成。第13圖中的發光體71a及72a、橢圓面鏡71b及72b、光軸71c及72c、入射端75a、射出端75b、以及光軸75c分別與第1圖中的發光體11a及12a、橢圓面鏡11b及12b、光軸11c及12c、入射端15a、射出端15b、以及光軸15c為同樣構成。

實施形態6的投影型顯示裝置與上述實施形態1的投影型顯示裝置之相異點在於，實施形態6的投影型顯示裝置具備：與光强度均勻化元件75的入射端75a鄰接，用以將射出自第1光源燈71且射往第2光源燈72(尤其是，發光體72a及橢圓面鏡72b的內面(反射面))的光束予以遮光(反射或吸收)的遮光板76。此外，遮光板76亦具有將射出自第2光源燈72且射往第1光源燈71(尤其是，發光體71a及橢圓面鏡71b的內面(反射面))的光束予以遮光(反射或吸收)的功能。遮光板76的材料只要是不使光穿透的材料即可。

如第13圖所示，遮光板76是位於與光强度均勻化元件75的入射端75a鄰接的第1光源燈71側。但遮光板76亦可位於與光强度均勻化元件75的入射端75a鄰接的第2光源燈72側。此外，遮光板76較佳為配置在不會遮擋從第1光源燈71射往第1彎曲反射鏡73的光束L1之位置，且不會遮擋從第2光源燈72射往第2彎曲反射鏡74的光束L2之位置。此外，遮光板76較佳為設計為將從第1光源燈71射往第2光源燈72的光束(或從第2光源燈72射往第1光源燈71的光束)盡可能遮擋大半之位置、大小(長度及寬度)、及形狀。

如第13圖所示，實施形態6中，能夠藉由遮光板76將來自第1光源燈71的光束之中的未到達第1彎曲反射鏡73的損失光L5及來自第2光源燈72的光束之中的損失光予以遮光。是故，從第1光源燈71射向第2光源燈72的損失光及從第2光源燈72射向第1光源燈71的損失光減少，從而第1光源燈71及第2光源燈72受到損失光的影響變小，因此有能夠延長第1光源燈71及第2光源燈72的壽命的效果。

第14圖是顯示實際配置遮光板76時的效果的確認結果之圖。第14圖是顯示將遮光板76的長度E1從0.1mm到0.6mm為止每次變化0.1mm時的光利用效率與僅點亮第1光源燈71時到達第2光源燈72的光源72a的損失光LB的量(相對值)。由圖可知，當遮光板76的長度E1增加時，光利用效率雖然會稍微降低，但能夠大幅地減少損失光LB。

另外，實施形態6中除了上述的點之外，其餘皆與上述實施形態1的情形相同。

10、20、30、40、50、70．．．光源裝置

11、21、31、41、51、71．．．第1光源燈

11a、12a、21a、22a、31a、32a、41a、42a、51a、52a、71a、72a．．．發光體

11b、12b、21b、22b、31b、32b、41b、42b、51b、52b、71b、72b．．．橢圓面鏡

11c、21c、31c、41c、51c、71c．．．第1光源燈的光軸

12、22、32、42、52、72．．．第2光源燈

12c、22c、32c、42c、52c、72c．．．第2光源燈的光軸

13、23、33、43、53、73．．．第1彎曲反射鏡

14、24、34、44、54、74．．．第2彎曲反射鏡

15、25、35、45、55、75、115．．．光强度均勻化元件

15a、25a、35a、45a、55a、75a．．．光强度均勻化元件的入射端

15b、25b、35b、45b、55b、75b．．．光强度均勻化元件的射出端

15c、25c、35c、45c、55c、75c．．．光强度均勻化元件的光軸

26、36、46、56．．．中繼光學系統

26a、26b、36a、36c、46a、46b．．．透鏡

45a、45b．．．透鏡陣列

61．．．圖像顯示元件

62．．．投影光學系統

63．．．屏幕

76．．．遮光板

111c．．．光源燈的光軸

113、36．．．彎曲反射鏡

1115c．．．光强度均勻化元件的光軸

d1、d2、d3．．．偏心量

L1．．．第1光束

L2．．．第2光束

L3．．．從光強度均勻化元件射出的射出光

L4．．．圖像光

L5．．．第1損失光

L10、L20．．．中心光線

F1．．．第1聚光點

F2．．．第2聚光點

OS．．．偏移量

第1圖是概略性顯示本發明實施形態1的投影型顯示裝置的構成之圖。

第2圖(a)是概略性顯示在比較例的光強度均勻化元件的入射端的光束分佈之圖；(b)是概略性顯示在實施形態1的光強度均勻化元件的入射端的光束分佈之圖；(c)是概略性顯示在實施形態1的光強度均勻化元件的入射端的光束分佈的其他例之圖。

第3圖是概略性顯示比較例的彎曲反射鏡的配置之圖。

第4圖是顯示實施形態1的投影型顯示裝置的重點部分的構成之圖。

第5圖是顯示計算來自第1光源燈的第1光束的中心光線的偏心量及來自第2光源燈的第2光束的中心光線的偏心量與光利用效率之關係時的構成之說明圖。

第6圖是顯示來自第1光源燈的第1光束的中心光線的偏心量及來自第2光源燈的第2光束的中心光線的偏心量與光利用效率之關係的計算結果之圖。

第7圖是顯示計算第1光源燈的第1光軸和第2光源燈的第2光軸的偏心量與光利用效率之關係時的構成之說明圖。

第8圖是顯示偏移量與光利用效率之關係及偏移量與損失光之關係之圖。

第9圖是概略性顯示本發明實施形態2的投影型顯示裝置的構成之圖。

第10圖是概略性顯示本發明實施形態3的投影型顯示裝置的構成之圖。

第11圖是概略性顯示本發明實施形態4的投影型顯示裝置的構成之圖。

第12圖是概略性顯示本發明實施形態5的投影型顯示裝置的構成之圖。

第13圖是概略性顯示本發明實施形態6的投影型顯示裝置的構成之圖。

第14圖是顯示遮光板的長度與光利用效率之關係及遮光板的長度與損失光之關係之圖。

10．．．光源裝置

11．．．第1光源燈

11a、12a．．．發光體

11b、12b．．．橢圓面鏡

11c．．．第1光源燈的光軸

12．．．第2光源燈

12c．．．第2光源燈的光軸

13．．．第1彎曲反射鏡

14．．．第2彎曲反射鏡

15．．．光强度均勻化元件

15a．．．光强度均勻化元件的入射端

15b．．．光强度均勻化元件的射出端

15c．．．光强度均勻化元件的光軸

61．．．圖像顯示元件

62．．．投影光學系統

63．．．屏幕

L1．．．第1光束

L2．．．第2光束

L3．．．從光强度均勻化元件射出的射出光

L4．．．圖像光

F1．．．第1聚光點

F2．．．第2聚光點

OS．．．偏移量

Claims (10)

1. 一種投影型顯示裝置，其特徵在於，具備：第1光源手段，射出第1光束；第2光源手段，與前述第1光源手段大致相對向地配置，且射出第2光束；光強度均勻化手段，具有入射端及射出端，將入射至前述入射端的光束轉換為強度分佈經均勻化的光束並從前述射出端射出；第1彎曲反射手段，將自前述第1光源手段射出的前述第1光束轉向前述入射端；第2彎曲反射手段，將自前述第2光源手段射出的前述第2光束轉向前述入射端；圖像顯示元件，將射出自前述光强度均勻化手段的前述射出端的光束調變轉換為圖像光；及投影光學系統，將前述圖像光投影到屏幕；以使前述第1光源手段的第1光軸不與前述第2光源手段的第2光軸一致，且使從前述第1彎曲反射手段至前述入射端為止的第1距離相異於從前述第2彎曲反射手段至前述入射端為止的第2距離的方式，來配置前述第1光源手段、前述第2光源手段、前述第1彎曲反射手段、及前述第2彎曲反射手段。
2. 如申請專利範圍第1項之投影型顯示裝置，其中，前述射出自前述第1光源手段的前述第1光束及射出自前述第2光源手段的前述第2光束是聚光光束；以使前述第1光束的第1聚光點位於比前述第1彎曲反射手段靠近前述光強度均勻化手段側，且使前述第2光束的第2聚光點位於比前述第2彎曲反射手段靠近前述光強度均勻化手段側的方式，來配置前述第1光源手段、前述第2光源手段、前述第1彎曲反射手段、前述第2彎曲反射手段、及前述光強度均勻化手段。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影型顯示裝置，其中，前述第1光束的中心光線入射至前述入射端的第1入射位置與前述第2光束的中心光線入射至前述入射端的第2入射位置乃為彼此相異的位置，且為偏離前述光強度均勻化手段的光軸的位置。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影型顯示裝置，復具備有：遮光手段，與前述入射端鄰接而設置，用以將射出自前述第1光源手段且射往前述第2光源手段的光及射出自前述第2光源手段且射往前述第1光源手段的光予以遮光。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影型顯示裝置，復具備有：中繼光學系統，將前述第1彎曲反射手段所彎曲反射的前述第1光束及前述前述第2彎曲反射手段所彎曲反射的前述第2光束引導至前述光強度均勻化手段。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影型顯示裝置，其中，前述光強度均勻化手段包含有以內面作為光反射面的管狀構件。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影型顯示裝置，其中，前述光強度均勻化手段包含有由透明材料構成的多角柱狀構件。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影型顯示裝置，其中，前述光強度均勻化手段包含有以二維形式排列複數個透鏡而成的透鏡陣列。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影型顯示裝置，其中，以使前述第1光源手段的前述第1光軸與前述光強度均勻化手段的光軸之夾角為90度，且使前述第2光源手段的前述第2光軸與前述光強度均勻化手段的光軸之夾角為90度的方式，來配置前述第1光源手段、前述第2光源手段、前述第1彎曲反射手段、前述第2彎曲反射手段、及前述光強度均勻化手段。
10. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影型顯示裝置，其中，以使前述第1光源手段的前述第1光軸與前述光強度均勻化手段的光軸之夾角比90度小，且使前述第2光源手段的前述第2光軸與前述光強度均勻化手段的光軸之夾角比90度小的方式，來配置前述第1光源手段、前述第2光源手段、前述第1彎曲反射手段、前述第2彎曲反射手段、及前述光強度均勻化手段。