[发明专利]照明光学系统和投影显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明光学系统以及一种投影显示装置，该照明光学系统包括：相干光源和非相干光源，该影显示装置包括照明光学系统。

背景技术

目前，汞灯主要用作用于投影显示装置(诸如，投影仪)的光源。但是，为了防止环境污染，需要开发无汞产品。为了解决这种情况，现在注意力集中在使用不包括任何汞的发光二极管(LED)或激光二极管(LD)(如JP2012-8549A讨论的)的投影仪上。LED或LD被认为是配置成发射单色光的光源。特别是，激光束具有高指向性、单色性和相干性，并且从而可以实现具有高光亮度和高色彩再现性的投影仪。

“单色”并不限于仅具有单一波长的光，而是包括具有使得个人能够识别单一颜色的水平的波长分布的光。换句话说，在说明书中，“单色”包括具有在峰值波长附近的一定水平的波长分布的光。

激光束是相干光，并因此即使激光输出较低直接观看激光束可能会损害人体。这需要考虑到人体的安全性。然而，安全性和亮度之间存在折衷关系。换言之，当基于安全考虑减少激光光源输出时，亮度减少。相反地，当亮度增加时，激光光源的输出增加，并且这导致安全性降低。

因此，希望提供一种在考虑安全性的同时能够发射具有高光亮度的单色光的照明光学系统。

引文列表

专利文献1：JP2012-8549A

发明内容

问题的解决方案

根据示例性实施例的照明光学系统包括：配置成发射具有属于可见光的波长区域的第一峰值波长的单色相干光的第一光源，配置成发射具有属于呈现出与该相干光相同颜色的波长区域的第二峰值波长的单色非相干光的第二光源，和配置成主要反射相干光或非相干光并主要透射另一种、并合成相干光和非相干光的光路的二向色镜(dichroic mirror)。

根据本发明的投影显示装置包括上述的照明光学系统。

在具有上述配置的照明光学系统中，即使阻止所述相干光的输出，合成相干光与非相干光使得具有光光亮度的单色光能够被实现。其结果是，能够提供一种在考虑安全性的同时能够发射具有高光亮度的单色光的照明光学系统。

根据结合附图阅读的下面的描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是示出根据本发明示例性实施例的照明光学系统的示意配置的图。

图2是示出图1所示的二向色镜的特性的示例的曲线图。

图3是示出二向色镜的特性和从每个光源发射的光的强度之间的关系的示例的曲线图。

图是4示出二向色镜的特性和从每个光源发射的光的强度之间的关系的另一示例的曲线图。

图5是示出包括图1所示的照明光学系统的投影显示装置的配置的示意图。

图6是示出光瞳直径和投影透镜的视角之间的关系的示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明的示例性实施例进行说明。

图1示出了根据本发明示例性实施例的照明光学系统的示意配置。照明光学系统10包括第一光源11、第二光源12以及二向色镜13。第一光源11是偏振相干光源。第二光源12是非偏振非相干光源。第一光源11可以是例如激光光源，诸如激光二极管。第二光源12可以是例如发光二极管(LED)。

第一光源11发射具有属于可见光波长区域的第一峰值波长λ1的单色相干光。这种相干光是偏振光。第二光源12发射具有属于呈现出与上述相干光相同的颜色的波长区域的第二峰值波长λ2的单色非相干光。该非相干光尚未偏振化，换言之，是非偏振光。第一光源11和第二光源12发射属于相同颜色的波长区域的光。

第一光源11和第二光源12发射以下任意一种光，例如，红色波长区域的光、蓝色波长区域的光以及绿色波长区域的光。蓝色波长区域的范围为440nm至500nm，绿色波长区域的范围为500nm至580nm，并且红色波长区域的范围为580nm至750nm。

第一光源11和第二光源12发射例如单色光，诸如红色光、蓝色光或绿色光。“单色”并不限于仅具有单一波长的光，而是包括具有使得个人能够识别单一颜色的水平的波长分布的光。换句话说，在说明书中，“单色”包括具有在峰值波长附近的波长分布的光。

二向色镜13合成从第一光源11发射的相干光与从第二光源12发射的非相干光。在图1所示的示例中，从第一光源11发射的相干光被二向色镜13反射。从第二光源12发射的非相干光透射通过二向色镜13。由二向色镜13反射的相干光和透射通过二向色镜13的非相干光被合成在同一方向前进。