照明单元、投射型显示单元以及直视型显示单元制造技术

本发明专利技术公开了照明单元、投射型显示单元以及直视型显示单元。该照明单元包括：一个或多个光源，光学构件和光学器件。光学构件包括具有第一复眼透镜和第二复眼透镜的积分器，来自固态发光器件的光入射在第一复眼透镜上，来自第一复眼透镜的光入射在第二复眼透镜上。积分器使被从固态发光器件入射的光照明的预定照明区域中的光的照度分布均匀化，光学器件设置于第一复眼透镜和包括一个或多个由激光二极管构成的芯片的一个或多个光源之间的光路上，光学器件使入射光在第一复眼透镜的入射面上的亮度分布形状沿着亮度分布形状的短轴方向扩展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用诸如激光二极管(LD)的固态发光器件的照明单元，并涉及均包括相同的照明单元的投射型显示单元和直视型显示单元。
技术介绍
近年来，不仅在办公室中，而且在家庭中，已经广泛地使用了将图像投射在屏幕上的投影器。投影器用电灯泡调制从光源获得的光，以生成图像光，并将由此生成的图像光投射在屏幕上，以执行显示(参考日本未审查专利申请公开第2008-134324号)。现在，已经逐渐广泛地使用手掌大的微型投影器、包含微型投影器的手机等
技术实现思路
作为在投影器中使用的光源，高亮度放电灯是主流。然而，放电灯具有比较大的尺寸和较大的功耗。因此，作为代替放电灯的光源，诸如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和有机EL(OLED)的固态发光器件最近吸引了注意。这些固态发光器件不仅在尺寸和功耗方面而且在高可靠性方面都比放电灯更有利。这种投影器通常使用包括诸如复眼透镜的积分器，以实现照明光的亮度不均匀性的降低(即，使照明光的亮度均匀化)。然而，在一些情况中，即使使用积分器，也可能不能充分降低照明光的亮度不均匀性。因此希望进一步改进。期望提供一种能够降低照明光的亮度的不均匀性的照明单元以及均使用照明光的投射型显示单元和直视型显示单元。根据本技术的一个实施方式的照明单元包括一个或多个光源，每个光源均包括被构造为从具有一个或多个发光点的光发射区域发射光的固态发光器件；光学构件，使得从固态发光器件入射的光从中通过并从中射出；以及光学器件，固态发光器件包括均发射光的单个芯片或多个芯片，其中，一个或多个光源总体中的一个或多个芯片为激光二极管，光学构件包括具有第一复眼透镜和第二复眼透镜的积分器，来自固态发光器件的光入射在第一复眼透镜上，来自第一复眼透镜的光入射在第二复眼透镜上，积分器使被从固态发光器件入射的光照明的预定照明区域中的光的照度分布均匀化，并且光学器件被设置在第一复眼透镜和包括一个或多个由激光二极管构成的芯片的一个或多个光源之间的光路上，并且使第一复眼透镜的入射面上的入射光的亮度分布形状沿着亮度分布形状的短轴方向扩展。根据本技术的一个实施方式的投射型显示单元包括照明光学系统；空间调制器件，基于所输入的图像信号调制来自照明光学系统的光，从而生成图像光；以及投影光学系统，投射由空间调制器件生成的图像光，照明光学系统包括一个或多个光源，均包括被构造为从具有一个或多个发光点的光发射区域发射光的固态发光器件；光学构件，使得从固态发光器件入射的光从中通过并从中射出；以及光学器件，固态发光器件包括均发射光的单个芯片或多个芯片，其中，一个或多个光源总体中的一个或多个芯片为激光二极管，光学构件包括具有第一复眼透镜和第二复眼透镜的积分器，来自固态发光器件的光入射在第一复眼透镜上，来自第一复眼透镜的光入射在第二复眼透镜上，积分器使被从固态发光器件入射的光照明的预定照明区域中的光的照度分布均匀化，以及光学器件被设置在第一复眼透镜和包括一个或多个由激光二极管构成的芯片的一个或多个光源之间的光路上，并且使第一复眼透镜的入射面上的入射光的亮度分布形状沿着亮度分布形状的短轴方向扩展。根据本技术的一个实施方式的直视型显示单元包括照明光学系统；空间调制器件，基于所输入的图像信号调制来自照明光学系统的光，从而生成图像光；以及投影光学系统，投射由空间调制器件生成的图像光，以及透射型屏幕，在其上显示从投影光学系统投射的图像光，照明光学系统包括一个或多个光源，均包括被构造为从具有一个或多个发光点的光发射区域发射光的固态发光器件；光学构件，使得从固态发光器件入射的光从中通过并从中射出；以及光学器件，固态发光器件包括均发射光的单个芯片或多个芯片，其中，一个或多个光源总体中的一个或多个芯片为激光二极管，光学构件包括具有第一复眼透镜和第二复眼透镜的积分器，来自固态发光器件的光入射在第一复眼透镜上，来自第一复眼透镜的光入射在第二复眼透镜上，积分器使被从固态发光器件入射的光照明的预定照明区域中的光的照度分布均匀化，以及光学器件被设置在第一复眼透镜和包括一个或多个由激光二极管构成的芯片的一个或多个光源之间的光路上，并且使第一复眼透镜的入射面上的入射光的亮度分布形状沿着亮度分布形状的短轴方向扩展。在根据本技术的实施方式的照明单元、投射型显示单元和直视型显示单元中，沿着亮度分布形状的短轴方向使第一复眼透镜的入射面上的入射光的亮度分布形状扩展的光学器件被设置在第一复眼透镜和包括一个或多个由激光二极管构成的芯片的一个或多个光源之间的光路上。这使得更容易降低积分器中的入射光的亮度不均匀性，即使当从包括一个或多个由激光二极管构成的芯片的一个或多个光源发射的光表现出尖锐亮度分布形状时(例如，即使当远场图案(FFP)不是圆形时(各向同性)，例如椭圆形形状)。根据本技术的另一实施方式的照明单元包括一个或多个光源，均包括被构造为从具有一个或多个发光点的光发射区域发射光的固态发光器件；光学构件，使得从固态发光器件入射的光从中通过并从中射出；以及光路分支器件，固态发光器件包括均发射光的单个芯片或多个芯片，其中一个或多个光源总体中的一个或多个芯片为激光二极管，光学构件包括具有第一复眼透镜和第二复眼透镜的积分器，来自固态发光器件的光入射在第一复眼透镜上，来自第一复眼透镜的光入射在第二复眼透镜上，积分器使被从固态发光器件入射的光照明的预定照明区域中的光的照度分布均匀化，并且光路分支器件被设置在第一复眼透镜和包括一个或多个由激光二极管构成的芯片的一个或多个光源之间的光路上，光路分支器件将第一复眼透镜的入射面上的入射光的光路沿着入射光的亮度分布形状的短轴方向分成多个光路。根据本技术的另一实施方式的投射型显示单元包括照明光学系统；空间调制器件，基于所输入的图像信号调制来自照明光学系统的光，从而生成图像光；以及投影光学系统，投射由空间调制器件生成的图像光，照明光学系统包括一个或多个光源，均包括被构造为从具有一个或多个发光点的光发射区域发射光的固态发光器件；光学构件，使得从固态发光器件入射的光从中通过并从中射出；以及光路分支器件，固态发光器件包括均发射光的单个芯片或多个芯片，其中，一个或多个光源总体中的一个或多个芯片为激光二极管，光、学构件包括具有第一复眼透镜和第二复眼透镜的积分器，来自固态发光器件的光入射在第一复眼透镜上，来自第一复眼透镜的光入射在第二复眼透镜上，积分器使被从固态发光器件入射的光照明的预定照明区域中的光的照度分布均匀化，并且光路分支器件被设置在第一复眼透镜和包括一个或多个由激光二极管构成的芯片的一个或多个光源之间的光路上，光路分支器件将第一复眼透镜的入射面上的入射光的光路沿着入射光的亮度分布形状的短轴方向分成多个光路。根据本技术另一实施方式的直视型显示单元包括照明光学系统；空间调制器件，基于所输入的图像信号调制来自照明光学系统的光，从而生成图像光；以及投影光学系统，投射由空间调制器件产生的图像光；以及透射型屏幕，在其上显示从投影光学系统投射的图像光，照明光学系统包括一个或多个光源，均包括被构造为从具有一个或多个发光点的光发射区域发射光的固态发光器件；光学构件，使得从固态发光器件入射的光从中通过并从中射出；以及光学器件，固态发光器件包括均发射光的单个芯片或多个芯片，其中 ，一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.28 JP 2011-0711521.一种照明单元，包括 一个或多个光源，均包括被构造为从具有一个或多个发光点的光发射区域发射光的固态发光器件； 光学构件，使得从所述固态发光器件入射的光从中通过并从中射出；以及 光学器件， 所述固态发光器件包括均发射光的单个芯片或多个芯片， 其中 所述一个或多个光源总体中的一个或多个芯片为激光二极管， 所述光学构件包括具有第一复眼透镜和第二复眼透镜的积分器，来自所述固态发光器件的光入射在所述第一复眼透镜上，来自所述第一复眼透镜的光入射在所述第二复眼透镜上，所述积分器使被从所述固态发光器件入射的光照明的预定照明区域中的光的照度分布均匀化，以及 所述光学器件被设置在所述第一复眼透镜与包括一个或多个由所述激光二极管构成的芯片的所述一个或多个光源之间的光路上，并且使所述第一复眼透镜的入射面上的入射光的亮度分布形状沿着所述亮度分布形状的短轴方向扩展。2.根据权利要求I所述的照明单元，其中 所述第一复眼透镜和所述第二复眼透镜均包括多个单元， 所述第一复眼透镜中的单元沿着彼此直交的第一方向和第二方向被配置，以及 所述光学器件包括所述第一方向上的焦距大于所述第二方向上的焦距的变形透镜。3.根据权利要求I所述的照明单元，还包括设置在所述第一复眼透镜与包括一个或多个由所述激光二极管构成的芯片的所述一个或多个光源之间的光路上的光路分支器件，所述光路分支器件将所述入射光的光路沿着所述入射光的所述亮度分布形状的短轴方向分成多个光路。4.根据权利要求3所述的照明单元，其中，所述光路分支器件包括衍射器件、半反射镜或棱镜。5.根据权利要求I所述的照明单元，其中 所述第一复眼透镜大体被布置在所述第二复眼透镜的焦点位置中，并且 所述第二复眼透镜大体被布置在所述第一复眼透镜的焦点位置中。6.根据权利要求I所述的照明单元，其中，所述光学构件包括 一个或多个传播方向角度变换器件，均变换从所述固态发光器件入射的光的传播方向角度；以及 所述积分器，使被已通过所述一个或多个传播方向角度变换器件的光照明的所述预定照明区域中的光的照度分布均匀化。7.根据权利要求I所述的照明单元，其中，所述一个或多个光源以内置所述固态发光器件的封装体的方式形成，或以将所述固态发光器件安装在基材上的封装体的方式形成。8.根据权利要求I所述的照明单元， 所述第一复眼透镜和所述第二复眼透镜均包括多个单元， 所述第一复眼透镜中的单元沿着彼此直交的第一方向和第二方向被配置，以及 在所述固态发光器件包括多个芯片的情况下，所述多个芯片在所述第一方向上以线形配置，或在所述第一方向和所述第二方向上以格子形式配置。9.一种照明单元，包括 一个或多个光源，均包括被构造为从具有一个或多个发光点的光发射区域发射光的固态发光器件； 光学构件，使得从所述固态发光器件入射的光从中通过并从中射出；以及 光路分支器件， 所述固态发光器件包括均发射光的单个芯片或多个芯片， 其中 所述一个或多个光源总体中的一个或多个芯片为激光二极管， 所述光学构件包括具有第一复眼透镜和第二复眼透镜的积分器，来自所述固态发光器件的光入射在所述第一复眼透镜上，来自所述第一复眼透镜的光入射在所述第二复眼透镜上，所述积分器使被从所述固态发光器件入射的光照明的预定照明区域中的光的照度分布均匀化，以及 所述光路分支器件被设置在所述第一复眼透镜与包括一个或多个由所述激光二极管构成的芯片的所述一个或多个光源之间的光路上，所述光路分支器件将所述第一复眼透镜的入射面上的入射光的光路沿着所述入射光的亮度分布形状的短轴方向分成多个光路。10.根据权利要求9所述的照明单元，其中，所述光路分支器件包括衍射器件、半反射镜或棱镜。11.根据权利要求9所述的照明单元，其中 所述第一复眼透镜大体被布置在所述第二复眼透镜的焦点位置中，以及 所述第二复眼透镜大体被布置在所述第一复眼透镜的焦点位置中。12.根据权利要求9所述的照明单元，其中，所述光学构件包括 一个或多个传播方向角度变换器件，均变换从所述固态发光器件入射的光的传播方向角度；以及 所述积分器，使被已通过所述一个或多个传播方向角度变换器件的光照明的所述预定照明区域中的光的照度分布均匀化。13.根据权利要求9所述的照明单元，其中，所述一个或多个光源以内置所述固态发光器件的封装体的方式形成，或以将所述固态发光器件安装在基材上的封装体的方式形成。14.一种投射型显示单元，包括 照明光学系统； 空间调制器件，基于所输入的图像信号调制来自所述照明光学系统的光，从而生成图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：三浦幸治，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
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