[发明专利]照明光学系统和图像显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及照明光学系统和图像显示设备。

背景技术

前投式投影仪(投影设备)是一种图像显示设备。前投式投影仪包括用作光源的放电灯，以及用作光调制装置的反射式液晶显示装置、透射式液晶装置或数字微镜装置(DMD)。在这些装置和光学系统中已经进行了各种改善。

最近，已经提出使用激光器作为图像显示设备的新光源。激光束从显著较小的发射区域发射。光束的亮度在中心最高并朝向发射区域的周界迅速降低，带来了基本为高斯分布的亮度分布。因此，来自包括激光装置作为光源的照明光学系统的光仅在使亮度均匀的情况下才可以用作具有均匀分布的照明。已经提出了这样的照明光学系统(例如，参照日本未经审查的专利申请公开第2006-5015号和第2009-192789号)。

发明内容

所提出的照明光学系统是一维激光阵列光源，并且其缺点在于，由于为产生大量光增大了装置的数量而导致其尺寸增大。

考虑到这样的情况构思了本技术，本技术提供了照明光学系统和具有照明光学系统的图像显示设备，照明光学系统即使在所包含的装置(即，光源)的数量增大时仍然尺寸较小。

为了解决上述问题，照明光学系统包括二维激光阵列光源、集成器光学系统、多个第一透镜以及多个第二透镜。二维激光阵列光源包括以二维阵列布置在平面上的多个激光光源。集成器光学系统被配置为将入射光重叠并将光向照射表面发射。多个第一透镜被布置为与所述平面平行，并被配置为在限制所述二维阵列的第一轴线方向上的发散角的同时将来自所述二维激光阵列光源的光束沿着所述第一轴线方向重叠，并将光束向所述集成器光学系统发射。多个第二透镜布置在所述第一透镜的后方，并被配置为在限制与所述第一轴线方向正交的第二轴线方向上的发散角的同时将来自所述二维激光阵列光源的光束沿着所述第二轴线方向重叠，并将光束向所述集成器光学系统发射。

为了解决上述问题，图像显示设备包括光调制装置、二维激光阵列光源、集成器光学系统、多个第一透镜以及多个第二透镜。二维激光阵列光源包括以二维阵列布置在平面上的多个激光光源。集成器光学系统被配置为将入射光重叠并将光向光调制装置发射。多个第一透镜被布置为与所述平面平行，并被配置为在限制所述二维阵列的第一轴线方向上的发散角的同时将来自所述二维激光阵列光源的光束沿着所述第一轴线方向重叠，并将光束向所述集成器光学系统发射。多个第二透镜被布置在所述第一透镜的后方，并被配置为在限制与所述第一轴线方向正交的第二轴线方向上的发散角的同时将来自所述二维激光阵列光源的光束沿着所述第二轴线方向重叠，并将光束向所述集成器光学系统发射。

上述照明光学系统和图像显示设备即使对于作为光源的装置的数量增大的情况也具有较小的照明光学系统。

附图说明

图1图示了根据第一实施例的图像显示设备的示例构造；

图2图示了在第一平面上投影得到的根据第一实施例的照明光学系统的示例构造；

图3图示了在第二平面上投影得到的根据第一实施例的照明光学系统的示例构造；

图4图示了在第一平面上投影得到的根据第一实施例的二维激光阵列光源的示例构造；

图5图示了在第二平面上投影得到的从根据第一实施例的二维激光阵列光源发射的光；

图6图示了在第一平面上投影得到的入射在根据第一实施例的照明光学系统的集成器光学系统上和从集成器光学系统出射的光之间的关系；

图7图示了在第二平面上投影得到的入射在根据第一实施例的照明光学系统的集成器光学系统上和从集成器光学系统出射的光之间的关系；

图8图示了从根据第一实施例的照明光学系统发射的光束入射在入射表面上的亮度分布；

图9图示了在第一平面上投影得到的根据第二实施例的照明光学系统的示例构造；

图10图示了在第二平面上投影得到的根据第二实施例的照明光学系统的示例构造；并且

图11图示了在第一平面上投影得到的根据第三实施例的照明光学系统的示例构造。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本技术的实施例。

第一实施例

以下将参照图1概要地说明根据第一实施例的图像显示设备。

图像显示设备1输出将红色、绿色和蓝色(RGB)的光调制图像进行合成得到的图像用于显示。图像显示设备1例如是投影设备，比如前投式投影仪或背投式投影仪。