光源装置以及投影型显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种小型且宽色域的光源装置，对来自蓝色固体光源和红色固体光源的光高效地进行聚光。光源装置(41)具备：蓝色半导体激光器(16)；红色半导体激光器(20)；第1相位差板(29)，使来自蓝色半导体激光器的光产生相位差；分光镜(30)，从同一方向入射来自蓝色半导体激光器以及红色半导体激光器的光，对来自蓝色半导体激光器的光进行偏振光分离；荧光板(36)，通过被分光镜分离的一个来自蓝色半导体激光器的光而被激励并射出荧光；1/4波长板(37)，将被分光镜分离的另一个来自蓝色半导体激光器的光以及来自红色半导体激光器的光的偏振光转换为圆偏振光；和反射板(40)，对透射1/4波长板的光进行反射。

【技术实现步骤摘要】
光源装置以及投影型显示装置
本公开涉及通过照明光来照射形成在小型的光阀上的图像，通过投影透镜来在屏幕上进行放大投影的投影型显示装置。
技术介绍
作为使用了反射镜偏转型的数字微镜器件(DMD)、液晶面板的光阀的投影型显示装置的光源，公开了多个使用了长寿命的半导体激光器、发光二极管的固体光源的光源装置。其中，公开了一种使用了蓝色固体光源和红色固体光源的宽色域且高效率的光源装置(参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2012-234161号公报
技术实现思路
本公开通过利用同一光学系统对来自蓝色固体光源以及红色固体光源的光进行聚光、合成的结构，提供一种小型且颜色纯度高的宽色域的光源装置以及投影型显示装置。本公开的光源装置具备：蓝色固体光源、红色固体光源、第1相位差板、分光镜、荧光板、第2相位差板和反射板。第1相位差板使来自蓝色固体光源的光产生相位差。分光镜从同一方向入射来自蓝色固体光源以及红色固体光源的光，对来自蓝色固体光源的光进行偏振光分离。荧光板通过被分光镜分离出的一方来自蓝色固体光源的光而进行激励并射出荧光。第2相位差板将被分光镜分离出的另一方来自蓝色固体光源的光以及来自红色固体光源的光的偏振光转换为圆偏振光。反射板对透射第2相位差板的光进行反射。本公开的投影型显示装置具备：上述本公开的光源装置；照明光学系统，对来自光源装置的光进行聚光并照明到被照明区域；图像形成元件，根据影像信号来形成图像；和投影透镜，对由图像形成元件形成的图像进行放大投影。通过本公开，通过利用同一光学系统来对来自蓝色固体光源以及红色固体光源的光进行聚光、合成的结构，能够构成小型且颜色纯度高的宽色域的光源装置。因此，能够实现小型、高色域且长寿命的投影型显示装置。附图说明图1是实施方式1中的光源装置的结构图。图2是实施方式1中的第1相位差板的结构图。图3是表示分光镜的分光特性的图。图4是从光源装置射出的光的频谱特性图。图5是实施方式2中的投影型显示装置的结构图。图6是实施方式3中的投影型显示装置的结构图。-符号说明-16蓝色半导体激光器17、21准直透镜18、22散热板19蓝色固体光源单元20红色半导体激光器23红色固体光源单元24散热片25光束26、27透镜28第1扩散板29第1相位差板30分光镜31、32、38聚光透镜33荧光体层34铝基板35电机36荧光板371/4波长板39第2扩散板40反射板41光源装置42玻璃基板43相位差层形成区域44相位差层非形成区域51、52投影型显示装置100聚光透镜101棒部102、209、210中继透镜103、206、207、208反射镜104、211、212、213场透镜105全反射棱镜106空气层107彩色棱镜108、204蓝反射的分光镜109红反射的分光镜110、111、112DMD113、224投影透镜200第1透镜阵列板201第2透镜阵列板202偏振光转换元件203重叠用透镜205绿反射的分光镜214、215、216入射侧偏振片217、218、219液晶面板220、221、222射出侧偏振片223颜色合成棱镜具体实施方式参照附图来对以下具体实施方式进行说明。(实施方式1)图1是实施方式1所涉及的光源装置的结构图。光源装置41具备：蓝色固体光源单元19，其由作为蓝色固体光源的蓝色半导体激光器16、准直透镜17和散热板18构成；和红色固体光源单元23，其由作为红色固体光源的红色半导体激光器20、准直透镜21和散热板22构成。蓝色固体光源单元19和红色固体光源单元23的散热板18、22与散热片24接合。在来自蓝色固体光源单元19和红色固体光源单元23的射出光的行进方向，按照透镜26、透镜27、第1扩散板28、第1相位差板29以及分光镜30的顺序依次被配置。聚光透镜31、32为了对由分光镜30反射的光进行聚光并使荧光体激励，对荧光板36的荧光体层33进行照射，并且对通过其激励而发出的荧光进行聚光。荧光板36由形成有反射膜和荧光体层33的铝基板34以及电机35构成。在透射分光镜30的光的行进方向，按照作为相位差板的1/4波长板37、聚光透镜38、第2扩散板39、反射板40的顺序依次被配置。图1中，表示从固体光源射出的各光束25的样子(通过单项箭头来表示光的行进方向)、和入射到分光镜30以及从分光镜30射出的光的偏振方向。蓝色固体光源单元19构成为将把8个(2×4)正方配置的蓝色半导体激光器16和准直透镜17在散热板18上以一定间隔二维状地配置，2组蓝色固体光源单元19被配置于红色固体光源单元23的两侧。红色固体光源单元23构成为将把8个(2×4)正方配置的红色半导体激光器20和准直透镜21在散热板22上以一定间隔二维状地配置，被2个蓝色固体光源单元19夹着并在中央部被配置1组。散热片24用于对蓝色半导体激光器16和红色半导体激光器20进行冷却。蓝色半导体激光器16以447nm至462nm的波长宽度发出蓝色光并射出线偏振光。配置各蓝色半导体激光器以使得从蓝色半导体激光器16射出的偏振光相对于分光镜30的入射面为S偏振光。此外，红色半导体激光器20以633nm至649nm的波长宽度发出红色光并射出线偏振光。配置各红色半导体激光器以使得从红色半导体激光器20射出的偏振光相对于分光镜30的入射面为P偏振光。多个射出蓝色半导体激光器16的光通过对应的准直透镜17，分别被聚光并转换为平行的光束25。光束25群通过凸面的透镜26和凹面的透镜27，进一步被小径化并入射到第1扩散板28。多个射出红色半导体激光器20的光通过对应的准直透镜21，分别被聚光并转换为平行的光束25。光束25群通过凸面的透镜26和凹面的透镜27，进一步被小径化并入射到第1扩散板28。第1扩散板28通过形成在玻璃基板上的微小的透镜形状而形成扩散面，对入射的光进行扩散。扩散光的最大强度的50％的半值角度宽度即扩散角度大致为较小的4度，保持偏振光特性。射出第1扩散板28的光入射到第1相位差板29。图2中表示第1相位差板29的结构。图2中表示入射到第1相位差板29上的蓝色激光和红色激光的样子。图2的(a)是在z轴方向观察的侧面图，图2的(b)是在-y方向观察图2的(a)的俯视图。第1相位差板29是在玻璃基板42上形成微小构造，通过双折射来产生相位差的微小构造性相位差板。关于微小构造性相位差板，例如在国际公开第2017/061170号中有所记载。在第1相位差板29，在玻璃基板42上形成相位差层形成区域43和相位差层非形成区域44。在蓝色激光入射的区域形成相位差层形成区域43，该相位差层形成区域43是1/4波长板。1/4波长板是在蓝色半导体激光器16的发光中心波长附近相位差为1/4波长的相位差板。配置为图2的(c)所示的相位差层形成区域的光学轴角度θ约为63.5度。通过将光学轴角度θ设为63.5度，能够将入射的S偏振光(90度方向)的蓝色光控制为P偏振光分量约20％、S偏振光分量约80％的比率。此外，通过在第1相位差板29设置约±5度的旋转机构，能够调整光的P偏振光分量与S偏振光分量的比率。由于第1相位差板29的微小构造形状通过无机材料利用纳米印刷工法而被制作，因此能够比较容易在基板上制作相位差层形成区域和相位差层非形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源装置，具备：蓝色固体光源；红色固体光源；第1相位差板，使来自所述蓝色固体光源的光产生相位差；分光镜，从同一方向入射来自所述蓝色固体光源以及所述红色固体光源的光，对来自所述蓝色固体光源的光进行偏振光分离；荧光板，通过被所述分光镜分离出的一方来自所述蓝色固体光源的光来进行激励并射出荧光；第2相位差板，将被所述分光镜分离出的另一方来自所述蓝色固体光源的光以及来自所述红色固体光源的光的偏振光转换为圆偏振光；和反射板，对透射所述第2相位差板的光进行反射。

【技术特征摘要】
2017.08.01 JP 2017-149244;2018.05.14 JP 2018-093021.一种光源装置，具备：蓝色固体光源；红色固体光源；第1相位差板，使来自所述蓝色固体光源的光产生相位差；分光镜，从同一方向入射来自所述蓝色固体光源以及所述红色固体光源的光，对来自所述蓝色固体光源的光进行偏振光分离；荧光板，通过被所述分光镜分离出的一方来自所述蓝色固体光源的光来进行激励并射出荧光；第2相位差板，将被所述分光镜分离出的另一方来自所述蓝色固体光源的光以及来自所述红色固体光源的光的偏振光转换为圆偏振光；和反射板，对透射所述第2相位差板的光进行反射。2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述分光镜对来自所述荧光板的光和来自所述反射板的光进行合成。3.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述第1相位差板是1/4波长板或1/2波长板。4.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述第1相位差板具备：在玻璃基板上形成有相位差层的区域和未形成相位差层的区域。5.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述第1相位差板具备旋转调整机构。6.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述第2相位差板是在来自所述蓝色固体光源以...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中孝明，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP