[发明专利]光源装置和使用它的投影型显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用影像显示元件将LED光源和激光光源的特定波长的光源光合成后的光源光在屏幕上投影影像的光源装置和具备它的投影型显示装置。

背景技术

近年来，因为Red/Green/Blue（红/绿/蓝）三色的单色LED光源和Red/Green/Blue的半导体激光器的高输出化，以它们作为光源的小型投影仪市场在扩大。

小型投影仪中使用的影像显示元件，已知有作为反射型液晶显示元件的LCOS（Liquid Crystal On Silicon：硅基液晶）、作为微反射镜型影像显示元件的DMD（Digital Micromirror Device：数字微镜晶片）、使MEMS（MicroElectro Mechanical Systems：微机电系统）反射镜进行二维扫描的元件等。

在这些小型投影仪中，将三色的单色LED和半导体激光器的输出光合成，使该合成光通过LCOS或DMD等影像显示元件影像化。此外，MEMS反射镜对于在一个光路中合成的三色的单色LED或半导体激光器的输出光按每种颜色顺次扫描显示影像。

专利文献1中，公开了将三色的单色LED或半导体激光器的光束用由波长选择性不同的面构成的分色镜合成的技术。

专利文献1：美国专利第8238029号说明书

发明内容

用三色的单色光源对一个影像显示元件照射的情况下，需要设置将Red/Green/Blue光源合成为一个共用的光学系统的单元。为了合成三色使用个别的光学元件时，部件数量增加，光源装置整体增大，不利于小型化和低成本化。

根据专利文献1所公开的技术，能够用一个分色镜合成三色，但是记载了MEMS反射镜投影的光束的合成，没有考虑LCOS或DMD等使用面光源的影像显示元件。

本发明的目的在于提供使使用LED或半导体激光器等固体发光源的面光源为照度分布均匀且能够小型化的光源的照明装置和具备它的投影型显示装置。

为了解决上述课题，本发明的将投影影像进行面投影的投影型显示装置的光源装置具备：输出第一颜色光的面照射光的第一固体光源；输出第二颜色光的面照射光的第二固体光源；输出第三颜色光的面照射光的第三固体光源；反射上述第一固体光源的光束的第一分色面和反射上述第二固体光源的光束的第二分色面彼此非平行地相对设置，上述第三固体光源的光束折射透过上述第一分色面和上述第二分色面的楔型分色镜；和使从上述楔型分色镜入射的光束的照度分布平滑化的透镜阵列，上述第三固体光源的光束以其光轴由上述楔型分色镜折射为与上述透镜阵列的光轴一致的方式对上述透镜阵列入射，上述第一固体光源的光束和上述第二固体光源的光束，由上述楔型分色镜反射成以上述透镜阵列的光轴作为对称中心而对上述透镜阵列入射。

进而，上述第一固体光源和上述第二固体光源靠近地配置，包括：将上述第一固体光源和上述第二固体光源的出射光变换为大致平行光而对上述楔型分色镜出射的球面或非球面的第一平行化透镜；和将上述第三固体光源的出射光变换为大致平行光对上述楔型分色镜出射的球面或非球面的第二平行化透镜，上述第一固体光源和上述第二固体光源，配置在不同于上述第一平行化透镜的光轴上的位置并偏移规定量，上述第一固体光源的大致平行化后的光束的光轴和上述第二固体光源的大致平行化后的光束的光轴的方向与上述第一平行化透镜的光轴的方向不同，上述第三固体光源配置在上述第二平行化透镜的光轴上的位置，上述第三固体光源的大致平行化后的光束的光轴的方向与上述第二平行化透镜的光轴的方向相同。

根据本发明，能够提供用简单的结构同时实现光源装置的小型化和屏幕上的照度均匀化的光源装置和具备它的投影型显示装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的光源装置的概要结构的图。

图2是表示本发明的光源光轴的关系的图。

图3是表示本发明的透镜阵列上的光束的光量分布的图。

图4是表示本发明的影像显示元件上的照度分布的图。

图5是表示本发明的其他光源光轴的关系的图。

图6是表示本发明的光源光轴与透镜阵列的光轴的关系的图。

图7是表示本发明的光源光轴与透镜阵列的光轴的其他关系的图。

图8是表示本发明的实施例2的光源装置的概要结构的图。

图9是表示本发明的实施例2的光源装置的其他概要结构的图。

图10是表示本发明的实施例2的光源装置的其他概要结构的图。

图11是表示本发明的实施例2的光源装置的其他概要结构的图。