光源装置和图像投影装置制造方法及图纸

公开了光源装置和图像投影装置。所述光源装置包括：发光元件，被配置为发射具有第一波长带的光；偏振分离元件，被配置为将具有第一波长带的光分离成具有彼此不同的偏振方向的第一线性偏振光和第二线性偏振光；波长转换元件，被配置为将第一线性偏振光转换为具有与第一波长带不同的波长带的第三线性偏振光；和组合元件，被配置为将第二线性偏振光和第三线性偏振光彼此组合。来自光源装置的光保持偏振状态并经由照明光学系统照明光调制元件。

【技术实现步骤摘要】
光源装置和图像投影装置
本专利技术一般涉及适用于图像投影装置(投影仪)等的光源装置，并且更具体地涉及使用波长转换元件的光源装置。
技术介绍
如在日本专利申请公开No.2015-106130中所公开的，一些投影仪通过将来自光源的激发光照射到作为波长转换元件的荧光体上来生成荧光，使用荧光和未经过波长转换的未转换激发光的组合光来投影和显示图像。日本专利No.6084572公开了一种照明设备，其使用被配置为转换入射光的波长并发射作为线性偏振光的转换光的量子棒来提高光利用效率。在日本专利公开No.2015-106130中公开的投影仪中，来自光源的光是线性偏振光，但是荧光是非偏振光。因此，为了将作为线性偏振光的照明光引入到诸如液晶面板之类的光调制元件中，将照明光引导到光调制元件的照明光学系统需要包括将荧光转换为线性偏振光的偏振转换元件。然而，使用偏振转换元件的照明光学系统具有小的光学扩展量(Etendue)，并且随着荧光体的光斑直径与小的光学扩展量对应地减小，照明效率由于荧光体的荧光饱(亮度饱和)和而降低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种光源装置和使用该光源装置的图像投影装置，光源装置和图像投影装置中的每个可以发射线性偏振光并获得高照明效率。根据本专利技术的一个方面的光源装置包括：发光元件，被配置为发射具有第一波长带的光；偏振分离元件，被配置为将具有第一波长带的光分离成具有彼此不同的偏振方向的第一线性偏振光和第二线性偏振光；波长转换元件，被配置为将第一线性偏振光转换为具有与第一波长带不同的波长带的第三线性偏振光；和组合元件，被配置为将第二线性偏振光和第三线性偏振光彼此组合。来自光源装置的光保持偏振状态并经由照明光学系统照明光调制元件。根据本专利技术另一方面的光源装置包括：第一发光元件，被配置为发射具有第一波长带的第一线性偏振光；第二发光元件，被配置为发射具有与第一线性偏振光的波长带不同的波长带的第二线性偏振光；第一波长转换元件，被配置为将第一线性偏振光转换为具有与第一波长带和第二波长带中的每一个不同的波长带的第三线性偏振光；第二波长转换元件，被配置为将第二线性偏振光转换为与第一线性偏振光的波长带相同的波长带中的第四线性偏振光；和组合元件，被配置为将第三线性偏振光和第四线性偏振光彼此组合。根据本专利技术又一方面的图像投影装置包括：上述光源装置；以及光调制元件，被配置为调制来自光源装置的光。图像投影装置将来自光调制元件的调制光投影到投影表面上并显示图像。参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清楚。附图说明图1示出了根据本专利技术第一实施例的投影仪的配置。图2A和图2B示出了根据第一实施例的第一波长转换元件的配置，其中激发光是s偏振光。图3A和图3B示出了根据第一实施例的第一波长转换元件的配置，其中激发光是p偏振光。图4示出了根据本专利技术第二实施例的投影仪中的光源装置的配置。图5A和图5B示出了根据第二实施例的第一波长转换元件的配置。图6A和图6B示出了根据第二实施例的第二波长转换元件的配置。图7示出了根据本专利技术第三实施例的投影仪中的光源装置的配置。图8A和图8B示出了根据第三实施例的第一波长转换元件的配置。图9示出了根据本专利技术第四实施例的投影仪中的光源装置的配置。图10A和图10B示出了根据第四实施例的第二波长转换元件的配置。图11示出了根据本专利技术第五实施例的投影仪中的光源装置的配置。图12A和图12B示出了第五实施例中的第一波长转换元件的配置。具体实施方式现在参考附图，将给出根据本专利技术的实施例的描述。第一实施例图1示出了作为根据本专利技术第一实施例的图像投影装置的投影仪的配置。投影仪包括光源装置100、照明光学系统300、颜色分离光学系统200、光调制元件40R、40G和40B、交叉二向色棱镜50和投影光学系统60。光源装置100包括光源单元1、偏振分离和组合元件4、第一准直透镜5、波长转换元件6、第一相位板7、第二准直透镜8和反射型扩散板9。光源装置100还包括第一透镜10、第二透镜11、透镜阵列12和第二相位板13。照明光学系统300包括第一透镜阵列(复眼透镜)14、第二透镜阵列(复眼透镜)15和会聚透镜16。第一透镜阵列14以矩阵形式设置在与照明光学系统300的光轴正交的平面上并且包括多个透镜单元，所述多个透镜单元将来自光源装置100的光分成多个光束。第二透镜阵列15包括以矩阵形式布置在与照明光学系统300的光轴正交的平面上的多个透镜单元，并且每个透镜单元对应于第一透镜阵列14中的多个透镜单元中的每一个。除了会聚透镜16之外，第二透镜阵列15在光调制元件40R、40G和40B附近形成第一透镜阵列14的多个透镜单元的图像(光源图像)。会聚透镜16会聚来自第二透镜阵列15的多个分开的光束，并在每个光调制元件上将它们叠加。第一透镜阵列14、第二透镜阵列15和会聚透镜16构成积分器光学系统，该积分器光学系统使来自光源装置100的光的强度分布均匀。颜色分离光学系统200具有二向色镜21和22，反射镜23、24和25，以及中继透镜26和27。颜色分离光学系统200将来自照明光学系统300的白光分离成红光、绿光和蓝光，并将这三种颜色的光束引导到对应的光调制元件40R、40G和40B。会聚透镜30R、30G和30B被布置在颜色分离光学系统200和光调制元件40R、40G和40B之间。二向色镜21具有透射红光并反射绿光和蓝光的特性。二向色镜22具有反射绿光并透射蓝光的特性。已经通过二向色镜21的红光被反射镜23反射，被会聚透镜30R会聚，并进入用于红光的光调制元件40R。由二向色镜21反射的绿光进一步被二向色镜22反射，被会聚透镜30G会聚，并进入用于绿光的光调制元件40G。透射通过二向色镜22的蓝光经由中继透镜26、入射侧反射镜24、中继透镜27、出射侧反射镜25和会聚透镜30B进入用于蓝光的光调制元件40B。光调制元件40R、40G和40B中的每一个根据输入到投影仪的图像信息来调制入射的颜色光。图1示出了作为光调制元件40R、40G和40B的透射型液晶面板。然而，反射型液晶面板或数字微镜设备可以用作光调制元件。入射侧偏振板41被设置在光调制元件40R、40G和40B的光入射侧，并且出射侧偏振板42被设置在光出射侧。交叉二向色棱镜50组合来自三个光调制元件40R、40G和40B的调制光束(图像光束)并将它们引导到投影光学系统60。交叉二向色棱镜50具有通过接合四个直角棱镜和在棱镜接合表面上的电介质多层膜形成的立方体或矩形平行六面体形状。由交叉二向色棱镜50组合的图像光被投影光学系统60放大并被投影到屏幕等的投影表面上。由此，在投影表面上显示全色图像。在光源装置100中，光源单元1包括作为多个发光元件(光发射器)的蓝色激光二极管(LD)2和为每个蓝色LD2设置的准直透镜3。从蓝色LD2发射的蓝光是偏振方向与垂直于图1的纸面的x方向对准的线性偏振光和发散光，并且被准直透镜3准直。从光源单元1发射的蓝光(第一光)由第一透镜10会聚，由第二透镜11准直，并进入透镜阵列12。透镜阵列12在两侧具有透镜阵列表面。来自第二透镜11的光(平行光束)进入透镜阵列12的第一透镜阵列表面12A，被分成多个光束，并且然后进入第二透镜阵列表面1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源装置，其特征在于，包括：发光元件，被配置为发射具有第一波长带的光；偏振分离元件，被配置为将具有第一波长带的光分离成具有彼此不同的偏振方向的第一线性偏振光和第二线性偏振光；波长转换元件，被配置为将第一线性偏振光转换为具有与第一波长带不同的波长带的第三线性偏振光；和组合元件，被配置为将第二线性偏振光和第三线性偏振光彼此组合，其中，来自光源装置的光保持偏振状态并经由照明光学系统照明光调制元件。

【技术特征摘要】
2018.04.10 JP 2018-0750961.一种光源装置，其特征在于，包括：发光元件，被配置为发射具有第一波长带的光；偏振分离元件，被配置为将具有第一波长带的光分离成具有彼此不同的偏振方向的第一线性偏振光和第二线性偏振光；波长转换元件，被配置为将第一线性偏振光转换为具有与第一波长带不同的波长带的第三线性偏振光；和组合元件，被配置为将第二线性偏振光和第三线性偏振光彼此组合，其中，来自光源装置的光保持偏振状态并经由照明光学系统照明光调制元件。2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述波长转换元件包括量子棒。3.根据权利要求1所述的光源装置，还包括相位板，所述相位板被配置为使所述第二线性偏振光的偏振方向与所述第三线性偏振光的偏振方向彼此对准。4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述第三线性偏振光是具有与所述第一线性偏振光的偏振方向相同的偏振方向的线性偏振光，以及其中，相位板将第二线性偏振光的偏振方向转换为与第三线性偏振光的偏振方向相同的偏振方向。5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述波长转换元件包括：第一波长转换器，被配置为将第一线性偏振光转换为具有与第一波长带不同的第二波长带的线性偏振光；和第二波长转换器，被配置为将第一线性偏振光转换为具有与第一波长带和第二波长带中的每一个不同的第三波长带的线性偏振光，并且其中，波长转换元件将具有第二波长带和第三波长带的线性偏振光作为第三线性偏振光发射。6.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，所述第一波长转换器和所述第二波长转换器堆叠在所述波长转换元件中。7.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，以下条件被满足：A/B≥4其中A是从光源装置发出的光中的第二线性偏振光和第三线性偏振光的总光量，并且B是具有与第二线性偏振光和第三线性偏振光中的每一个的偏振方向不同的偏振方向的光的光量。8.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述偏振分离元件用作所述组合元件。9.根据权利要求1所述的光源装置，还包括：扩散元件，被配置为扩散所述第二线性偏振光。10.根据权利要求3所述的光源装置，还包括：扩散元件，被配置为扩散所...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田勇树，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP