公开了一种具有小光学扩展量、长寿命和高亮度的照明光学系统。该照明光学系统包括：激光光源，其用于产生具有第一波长的激发光；荧光轮，其包括用于通过激发光产生具有第二波长的荧光的蓝色荧光产生区域和用于通过激发光产生具有第三波长的荧光的绿色荧光产生区域；LED光源，其用于产生具有第四波长的光；和二向色镜，其反射具有第二波长的荧光和具有第三波长的荧光并且经由其透射具有第四波长的光由此在相同方向上发射该三种光。
【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产生多种颜色的照明光以形成多种颜色的图像光的照明光学系统，和一种投射由该照明光学系统产生的图像光的投影仪。
技术介绍
使用LED (发光二极管)作为将图像投射到屏幕上的、诸如液晶投影仪或者DMD (数字微镜器件)投影仪的投影仪的光源的技术已经受到关注(见专利文献I)。因为LED具有长寿命并且提供高可靠性，所以采用LED作为光源的投影仪具有长寿命和高可靠性的优点。 然而，因为对于用作投影仪而言，LED的光的亮度是低的，所以利用采用LED作为光源的投影仪，不易于获得具有足够亮度的投射图像。显示面板能够利用来自光源的光作为投射光的程度受到光学扩展量(etendue)的限制。更加具体地，除非使得光源的发光面积与辐射角度的乘积的值小于或者等于显示面板的入射面的面积与由照明光学系统的f数确定的捕捉角度的乘积的值，否则来自光源的光不能被有效地利用作为投射光。虽然能够通过增加发光面积而增加采用LED的光源的光量，但是如果发光面积增力口，则光源的光学扩展量也将增加。作为用于投影仪的光源，鉴于由光学扩展量产生的限制，理想的是增加光量而不增加发光面积。然而，采用LED的光源难以在不增加发光面积的情况下增加光量。引用列表专利文献专利文献I JP2OO3-I86IlOA
技术实现思路
技术问题仅使用LED的光源的光学扩展量增加。本专利技术实现一种具有小的光学扩展量、更长的寿命和高亮度水平的照明光学系统。解决问题的方案本专利技术的一种照明光学系统包括激光光源，该激光光源产生具有第一波长的激发光；荧光体轮，该荧光体轮包括借助激发光产生具有第二波长的荧光的蓝色荧光产生区域，和借助激发光产生具有第三波长的荧光的绿色荧光产生区域；LED光源，该LED光源产生具有第四波长的光；和二向色镜，该二向色镜反射具有第二波长的荧光和具有第三波长的荧光，并且允许具有第四波长的光从其中通过以由此在相同方向上发射该光中的每一种。此外，根据本专利技术的投影仪包括上述照明光学系统。本专利技术的有利效果根据本专利技术，因为具有高能量密度的激光作为激发光会聚在荧光体上，并且因为使用了从激光会聚的位置发射的荧光，所以能够实现一种具有小的光学扩展量、更长的寿命和更高的亮度水平的照明光学系统。附图简要说明图I是示意根据本专利技术的照明光学系统的示例性实施例的配置的框图。图2是当从激光光源101侧(在图I中从左侧朝向右侧)观察时的荧光体轮105的平面视图。图3是示意在图2中的蓝色荧光体区域IOS1的结构的截面视图。图4是示意在图2中的绿色荧光体区域1052和1054的结构的截面视图。、图5是示意使用根据本专利技术的照明光学系统的投影仪的电路配置的框图。图6 (a)到(C)是示意根据本专利技术的照明光学系统的第二示例性实施例的主要部件的结构的平面视图，并且图6 Cd)到(f)是示意根据本专利技术的照明光学系统的第三示例性实施例的主要部件的结构的平面视图。图7是示意第二示例性实施例的发光时间的时序图表。图8是示意第三示例性实施例的发光时间的时序图表。图9是示意根据本专利技术的照明光学系统的第四示例性实施例的主要部件的结构的框图。具体实施例方式下面，参考附图描述了示例性实施例。图I是示意根据本专利技术的照明光学系统的一个示例性实施例的配置的框图。本示例性实施例包括激光光源101、LED光源102、二向色镜103和104、荧光体轮105、光隧道(light tunnel) 106、透镜组 107 到 109，和反射镜 IlO1 和 IlO20图2是当从图I的左侧朝向右侧观察时的荧光体轮105的平面视图。激光光源101产生具有波长λ I的激发激光。荧光体轮105包括蓝色荧光体区域105!和绿色荧光体区域1052和1054，当激发激光在其上入射时，蓝色荧光体区域IOS1和绿色荧光体区域1052和1054分别地产生具有波长λ 2和λ 3 ( λ 2〈 λ 3)的蓝色荧光和绿色荧光，波长λ 2和λ 3比波长λ I更长。荧光体轮105还包括允许光通过的透明区域1053。首先，描述了本示例性实施例的每一个光学元件的性质。LED光源102产生具有波长λ 4的红色光，波长λ 4比波长λ 3更长。因此，根据本示例性实施例，使用具有四个波长λ 到λ4的光，并且在波长之间的关系是λ1〈λ2〈λ3〈λ4。将二向色镜103和104的反射表面平行地布置。二向色镜103仅仅反射具有λ 3的光，并且允许具有λ I、λ 2和λ 4的光通过。二向色镜104仅仅反射具有入2的光，并且允许具有λ I、λ 3和λ 4的光通过。在这方面，二向色镜104还可以被设置为反射具有λ I和λ 2的光，并且允许具有λ 3和λ 4的光通过。图3和图4是示意蓝色荧光体区域IOS1和绿色荧光体区域1052和1054的结构的截面视图。如在图3中所示，在蓝色荧光体区域IOS1中，反射性层304和蓝色荧光体层305形成在相对于波长λ I到λ 4透明的基板303上。当具有波长λ I的激发激光入射在蓝色荧光体层305上时，蓝色荧光体层305产生具有波长λ 2的蓝色荧光。反射性层304允许具有波长λ I的激发激光从其中通过，并且反射在蓝色荧光体层305处产生的、具有波长λ 2的蓝色荧光。因此，如在图3中所示，当具有波长λ I的激发激光301从基板303侧入射时，从蓝色荧光体层305侧发射具有波长λ 2的蓝色荧光302。如在图4中所示，在绿色荧光体区域1052和1054中，反射性层402和绿色荧光体层403形成在相对于波长λ I到λ 4透明的基板303上。当具有波长λ I的激发激光301入射在绿色荧光体层403上时，绿色荧光体层403产生具有波长λ 3的绿色荧光。反射性层402反射在绿色荧光体层403处产生的、具有波长λ 3的绿色荧光。因此，如在图4中所示，当具有波长λ I的激发激光301从绿色荧光体层403侧入射时，在绿色荧光体层305处产生具有波长λ 3的绿色荧光403，并且因此所产生的光被反射性层402反射并且从绿色荧光体层305侧发射。下面，描述了根据本示例性实施例的光学系统的布置。当假设不存在任何荧光体轮105的情形时，每一个部件均被布置为，使得激光光 源I的出射光通过二向色镜103和透镜组109、被反射镜IlO1和IlO2返回并且通过透镜组108入射在二向色镜103上。透镜组107和透镜组108的光轴与荧光体轮105的旋转轴是平行的，并且荧光体轮105的旋转中心在透镜组107和透镜组108的光轴之间的中途处。激光光源101的光轴垂直于LED光源102的光轴。激光光源101的出射光经由二向色镜103和透镜组109入射在荧光体轮105上。如上所述，荧光体轮105包括三种区域，并且取决于光在其上入射的区域，在光入射在突光体轮105上之后的行为不同。如在图2中所示，圆形荧光体轮105被划分成四个区域，其中的蓝色荧光体区域IOS1和透明区域1053以及绿色荧光体区域1052和绿色荧光体区域1054被布置成是点对称的。激光光源101的出射光经由二向色镜103和透镜组107入射在荧光体轮105上。其入射点(以下称作“主焦点(primary focal point)”)在上述三种区域中的任何一个之中。当主焦点在透明区域1053中时，入射光通过透明区域1053、被反射镜Il本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤裕之，加藤厚志，宇都宫基恭，大坂明弘，松原正晃，
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：
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