投射显示设备和用于投射显示设备的投射方法技术

提供了一种能够抑制投射图像的光量分布的非均匀性的投射显示设备。一种投射显示设备(100)具有：包括发光元件的光源单元(10)；通过调制从光源单元发射的光而输出图像光的图像光发生单元(MD)；投射图像光的投射单元(PL21)；向其输入图像光并且作为处于特定偏振态中的光输出该输入光的偏振调制单元(P31)；和设置在发光元件和偏振调制单元之间的光路上的消偏振单元(D31)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种投射显示设备和一种用于投射显示设备的投射方法
技术介绍
作为投影仪的光源，已经广泛使用了放电灯诸如超高压汞灯。然而，近年来，其中替代放电灯地使用固态光源诸如LD(激光二极管)的投影仪已经受到关注。例如，专利文献1公开了一种使用发射线偏振光的固态光源的投影仪。如与放电灯相比较，固态光源具有高耐久性并且具有稳定光量要求的时间短的优点。此外，因为固态光源能够输出并不包含UV光线的光，所以能够防止光在其上进入的光学件的劣化。同时，近来已经提出了其中投射偏振光的投影仪。这种投影仪应用于例如使得使用者观察立体图像的立体图像显示设备、仅仅使得特定使用者在视觉上辨识特定信息的安全显示器(secure display)等。立体显示设备通过使用其偏振态相互不同的两个光束交替地将从不同的视点获取的两个图像(用于右眼的图像和用于左眼的图像)投射到屏幕上。当佩戴通过其为左眼和右眼给出不同的偏振光的偏光眼镜的使用者在屏幕上观察投射图像时，用于右眼的图像光进入使用者的右眼并且用于左眼的图像光进入使用者的左眼。结果，使用者能够三维地辨识所显示的图像。在另一方面，安全显示器在屏幕上投射示意特定信息的图像及其倒像，每一个图像使用具有不同偏振方向的光。当佩戴仅仅允许特定偏振方向的光通过的偏光眼镜的使用者在屏幕上观察投射图像时，使用者能够在视觉上辨识特定信息。在另一方面，因为不佩戴偏光眼镜的使用者观察到其中特定信息和倒像交迭的状态，所以使用者不能在视觉上辨识特定信息。相关技术文献专利文献专利文献1：JP2013-182207A
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题然而，当如在专利文献1中描述的发射偏振光的固态光源被用作投射偏振光的投影仪的光源时，引起了其中投射图像的光量分布存在偏差的问题。具体地，当透射通过投影仪内部的光学件时，从固态光源发射的偏振光碰巧被散射，并且结果可以发生其中偏振态受到干扰的情形。当从其偏振态受到干扰的光提取特定偏振的光分量时，通过光束截面的光的失衡能量分布可以发生。当这种光用于投射图像时，将引起投射图像的光量分布的偏差。对于使用固态光源的某些投影仪，使用由例如荧光体和激光光源构成的混合型光源。在这种投影仪中，由激光束激发的荧光体辐射黄色光，因此由于与蓝色激光组合而发射白色光。在此情形中，在激光被偏振时荧光不被偏振，从而仅仅对于蓝色光引起光量分布的偏差，并且结果作为颜色非均匀性观察到投射图像的光量分布的偏差。图1和2是每一幅示意带有颜色非均匀性的投射图像的一个实例的图解。由于投射图像的光量分布的偏差，在投射图像的边缘处，光量降低，从而如在图1中所示，图像变得黑暗，或者在投射图像的边缘处光量增加，从而如在图2中所示，图像变得明亮。本专利技术的目的在于提供能够防止投射图像的光量分布的偏差的一种投射显示设备和一种投射显示设备的投射方法。用于解决所述问题的方案根据本专利技术的一种投射显示设备包括：包括发光元件的光源单元；调制来自光源单元的光以发射图像光的图像光发生器；投射图像光的投射单元；使得图像光在其上入射并且在特定偏振态中发射光的偏振调制器；和，布置在发光元件和偏振调制器之间的光路上的消偏振器。根据本专利技术的一种用于投射显示设备的投射显示方法，包括：消除由来自光源单元的光产生的图像光的偏振；和，作为处于特定偏振态中的光发射消除了偏振的图像光。本专利技术的效果根据本专利技术，能够防止投射图像的光量分布的偏差。附图简要说明[图1]用于示意其中引起颜色非均匀性的状态的图解。[图2]用于示意其中引起颜色非均匀性的状态的图解。[图3]用于示意根据本专利技术第一示例性实施例的投影仪100的配置的图解。[图4]用于示意图3中的光源单元10的详细配置的图解。[图5]用于示意根据本专利技术第二示例性实施例的投影仪200的配置的图解。[图6]用于示意图5中的光源单元11的详细配置的图解。[图7]用于示意根据本专利技术第三示例性实施例的投影仪300的配置的图解。[图8]用于示意根据本专利技术第四示例性实施例的投影仪400的配置的图解。具体实施方式现在，将参考附图描述本专利技术的示例性实施例。这里，在这个说明和附图中，具有相同功能的构件被赋予相同的附图标记，从而可以省略重复的说明。(第一示例性实施例)图3是用于示意根据本专利技术第一示例性实施例的投影仪100的配置的图解。投影仪100包括光源单元10、照明光学系统20、绿色显示装置MD-G、投射单元PL21和偏振调制器P31。虽然为了简洁起见在图3中被省略，但是除了绿色显示装置MD-G，实际投影仪100还包括红色显示装置MD-R和蓝色显示装置MD-B。在下文中，当绿色显示装置MD-G、红色显示装置MD-R和蓝色显示装置MD-B并不需要被区别时，绿色显示装置MD-G、红色显示装置MD-R和蓝色显示装置MD-B整体上被称为显示装置MD。图4是用于示意光源单元10的详细配置的图解。光源单元10包括激光光源作为发射偏振光的发光元件，并且是使用激光光源和荧光体的混合型光源。光源单元10包括荧光体YP、激发荧光体YP的用于激发的发光元件LD-E和蓝色光源LD-B。用于激发的发光元件LD-E是发射作为激发光的蓝色激光束的蓝色激光二极管。荧光体YP受到由用于激发的发光元件LD-E发射的激发光激发以辐射是黄色荧光的黄色光。蓝色光源LD-B是蓝色激光二极管，并且光源单元10发射通过由荧光体YP发射的黄色光和由蓝色光源LD-B发射的蓝色光构成的白色光。具体地，光源单元10包括布置成矩阵的、多个用于激发的发光元件LD-E、布置成矩阵以分别地对应于用于激发的发光元件LD-E的多个透镜L1、透镜L2、漫射板D1和光隧道LT1。光源单元10进一步包括透镜L3、二向色镜DM1、透镜L4、透镜L5、透镜L6、荧光体YP、透镜L7、二向色镜DM2和透镜L8。光源单元10进一步包括布置成矩阵的多个蓝色光源LD-B、布置成矩阵以分别地对应于蓝色光源LD-B的多个透镜LD11、透镜LD2、漫射器D11和透镜13。从每一个用于激发的发光元件LD-E发射的激发光被每一个透镜L1准直并且经准直的激发光进入透镜L2。进入透镜L2的激发光在光隧道LT1的入射开口处被透镜L2汇聚。由透镜L2汇聚的激发光在光隧道LT1的入射开口之前进入漫射板D1并且被漫射板D1漫射，并且然后漫射光进入光隧道LT1。进入光隧道LT1的光在光隧道LT1内部的内部反射表面上被反射多次。结果，靠近光隧道LT1的出射开口，激发光的照度分布变得均匀。从光隧道LT1发射的激发光通过透镜L3以进入二向色镜DM1。二向色镜DM1反射蓝色光并且透射黄色光。相应地，在二向色镜DM1上入射的激发光被反射以进入透镜L4。在透镜L4上入射的激发光通过透镜L4、透镜L5和透镜L6以照亮荧光体YP。荧光体YP被激发光激发以辐射黄色光。由荧光体YP辐射的黄色光通过透镜L6、透镜L5和透镜L4以进入二向色镜DM1。在二向色镜DM1上入射的黄色光通过二向色镜DM1以进入透镜L7。在透镜L7上入射的黄色光通过透镜7以进入二向色镜DM2。二向色镜DM2反射黄色光并且透射蓝色光。相应地，在二向色镜DM2上入射的黄色光被二向色镜DM2反射以进入透镜L8。在透镜L8上入射的黄色光在光隧道LT2的入射开口处被透镜L8汇聚。从每一个蓝色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投射显示设备，包括：光源单元，所述光源单元包括发光元件；图像光发生器，所述图像光发生器调制来自所述光源单元的光以发射图像光；投射单元，所述投射单元投射所述图像光；偏振调制器，使得所述图像光在所述偏振调制器上入射并且所述偏振调制器在特定偏振态中发射光；和，消偏振器，所述消偏振器布置在所述发光元件和所述偏振调制器之间的光路上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种投射显示设备，包括：光源单元，所述光源单元包括发光元件；图像光发生器，所述图像光发生器调制来自所述光源单元的光以发射图像光；投射单元，所述投射单元投射所述图像光；偏振调制器，使得所述图像光在所述偏振调制器上入射并且所述偏振调制器在特定偏振态中发射光；和，消偏振器，所述消偏振器布置在所述发光元件和所述偏振调制器之间的光路上。2.根据权利要求1所述的投射显示设备，其中，所述消偏振器由具有光学各向异性的两个楔形石英板构成，所述两个石英板被布置为使得它们的光轴相互间以45度的角度定向。3.根据权利要求1或者2所述的投射显示设备，其中，所述消偏振器将进入所述消偏振器的光转换成非偏振光。4.根据权利要求1到3中任何一项所述的投射显示设备，其中，所述消偏振器布置在所述光源单元和所述图像光发生器之间的光路上。5.根据权利要求1到4中任何一项所述的投射显示设备，进一步包括照明单元，其中，所述照明单元包括：照度均匀化单元，所述照度均匀化单元使来自所述光源单元的光的照度均匀；棱镜单元，所述棱镜单元使从所述照度均匀化单元出射的光在所述图像光发生器上入射并且使得从所述图像光发生器发射的所述图像光在所述投射单元上入射；和透镜，所述透镜布置在所述照度均匀化单元和所述棱镜单元之间的光路上，其中，所述消偏振器布置在所述透镜和所述棱镜单元之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：近久慎一郎，
申请(专利权)人：NEC显示器解决方案株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP