[发明专利]光源装置及利用该光源装置的投射式显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及光源装置和投射式显示装置，该光源装置例如能够用于对图像形成装置进行照明，该投射式显示装置利用该光源装置对形成于图像形成装置上的光学像进行照明，并通过投射透镜将所述光学像投射到屏幕上。

背景技术

作为显示大画面影像的1种方法，已知如下的投射式显示装置：将用于形成基于影像信号的光学像的小型的空间光调制元件用于图像形成装置，照明该光学像，并通过投射透镜放大投射该光学像。此外，把液晶板用作空间光调制元件的投影机等投射式显示装置已实用化。在这种投射式显示装置中，被强烈要求投射图像的高亮度化，为了满足该要求，例如在专利文献1中公开了利用多个灯构成光源装置的投射式显示装置。

图6是这种投射式显示装置的结构例。该投射式显示装置包括放电灯31、32、椭圆面镜33、34、UV-IR(紫外红外线)截止滤光片35、36、平面镜37、38、反射棱镜39、聚光透镜40、第1透镜阵列41、第2透镜阵列42、光束合成透镜43、场透镜44、液晶板45及投射透镜46。

作为放电灯31、32而利用金属卤化物灯、超高压水银灯、氙灯等。从灯31、32发射的光分别通过对应的椭圆面镜33、34聚光，由UV-IR截止滤光片35、36去除紫外光、红外光成分之后，由平面镜37、38折弯光路。在椭圆面镜33、34的第2焦点附近配置反射棱镜39。由此，在反射棱镜39的反射面39a附近形成灯31、32的聚光斑。

在反射棱镜39的反射面39a蒸镀有铝膜或电介质多层膜，高效地反射可见光。由反射棱镜39反射的光为发散光，入射到聚光透镜40。作为聚光透镜40例如利用非球面的双凸透镜，将入射光变换成大致平行光。

来自聚光透镜40的平行光束入射到由多个透镜构成的第1透镜阵列41，分割成多个微小光束。多个微小光束分别会聚到由多个透镜构成的第2透镜阵列42的对应的透镜上。因此，在第2透镜阵列42上形成灯31、32的很多个像。第2透镜阵列42具有与第1透镜阵列41相同的形状。

第2透镜阵列42的各矩形透镜对入射到对应的第1透镜阵列41的矩形透镜面的微小光束进行放大，由此照明液晶板面45。光束合成透镜43用于在液晶板45上重合从第2透镜阵列42的各矩形透镜出射的光。

将第1透镜阵列41的入射光束分割成很多微小光束，将它们放大而在液晶板45上重合，从而可以对液晶板45之上均匀性良好地进行照明。

场透镜44是用于将照明液晶板45上的光会聚到投射透镜46的光瞳面上的透镜。投射透镜46将形成于液晶板45上的光学像投射到屏幕(未图示)上。

根据上述结构，用多个灯31、32照明液晶板45，所以可以构成通过明亮的光源照明的投射式显示装置。

专利文献：日本特开2000-3612号公报

在上述现有例的结构中，利用反射棱镜39合成多个灯31、32的发射光。但是，在这种合成方法中，不能将各灯31、32的光轴合成到同轴上。即，在图6的构成中，相对于合成后的光轴47，不能将灯31、32的光轴31a、32a合成到同轴上。其结果，具有在合成后的光学系统中光损失增大的问题。

合成2个灯的输出光时，若没有任何合成损失，则合成后的光输出成为2倍。但是，一般，合成后的光输出是1.5～1.6倍左右。

发明内容

本发明是鉴于上述课题做出的，其目的在于，降低利用多个灯时的合成损失，提供一种光输出大的光源装置。此外，其目的在于，提供一种可以利用该光源装置显示明亮的投射图像的投射式显示装置。

为了解决上述问题，本发明的光源装置具备：第1灯及第2灯；分别对应于上述第1灯及第2灯而设置的第1凹面镜及第2凹面镜；分别对应于上述第1灯及第2灯而设置的第3凹面镜及第4凹面镜；以及配置在上述第1灯及第2灯之间的平面镜。

上述第3凹面镜相对于上述第1灯的光源中心设置在与上述第1凹面镜相同的一侧，将上述第1灯的发射光的一部分朝向上述第1凹面镜反射。上述第4凹面镜相对于上述第2灯的光源中心设置在上述第2凹面镜的开口侧，将上述第2灯的发射光的一部分朝向上述第2凹面镜反。上述第1凹面镜会聚上述第1灯的发射光及上述第3凹面镜的反射光，上述第2凹面镜会聚上述第2灯的发射光及上述第4凹面镜的反射光，上述第1凹面镜和上述第2凹面镜配置成反射光的光轴相互交叉。上述平面镜反射上述第1凹面镜的出射光、并且透射上述第2凹面镜的出射光，或者，透射上述第1凹面镜的出射光、并且反射上述第2凹面镜的出射光，上述第1凹面镜及第2凹面镜的出射光通过上述平面镜合成为同轴且向同一方向前进的光。