光源裝置和圖像顯示設備的制造方法
【專利說明】光源裝置和圖像顯示設備
[0001]本申請是申請日為2011年6月13日且發明名稱為“照明裝置和圖像顯示設備”的中國專利申請201110157759.7的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及光源裝置和圖像顯示設備，具體地，涉及用作諸如投影儀的投射型圖像顯示設備的光源的光源裝置和包括該光源裝置的圖像顯示設備。
【背景技術】
[0003]近年來，對于在家看電影或會議陳述等，使用諸如投影儀的投射型圖像顯示設備的機會已經增加了。在這樣的投影儀中，作為光源，例如，通常采用具有高亮度的放電型燈，例如水銀燈。另外，隨著近年來在固態發光裝置(例如，半導體激光器或發光二極管等)技術發展上的進步，也提出了采用固態發光裝置的投影儀(例如，見日本特開2010-86815號公報)。
[0004]JP-A-2010-86815中公開的投影儀是DLP (數字光處理:注冊商標)型投影儀。在這種類型的投影儀中，通過對不同顏色約每秒幾千次的時分顯示而全色顯示圖像。因此，在日本特開2010-86815號公報的投影儀中，分別準備了利用固態發光裝置的紅色發光裝置、綠色發光裝置和藍色發光裝置，并且從每個發光裝置發射的光被分時控制，且該光被發射到外面以顯示圖像光。
[0005]另外，日本特開2010-86815號公報的投影儀中采用的每個發光裝置都包括可旋轉驅動的發光輪、形成在發光輪表面上且吸收激發光而發射預定顏色光的發光材料以及發射激發光的激發光源(固態發光裝置)。另外，作為每個發光裝置中采用的激發光源，采用所發射的激發光的波段短于從發光材料發射的光的波段的光源。
【發明內容】
[0006]如上所述，在現有技術中已經提出了不采用水銀燈的投影儀，并且，在這樣的投影儀中，可以實現無水銀的投影儀以響應近來的環境問題。另外，例如，在諸如半導體激光器和發光二極管的固態發光裝置用作光源的情況下，與水銀燈相比優點是耐久性較長且亮度降低也較少。
[0007]然而，日本特開2010-86815號公報中建議的技術僅可用于光源裝置(照明裝置)，例如，DLP(注冊商標)型投影儀等，其分時發射多種波長彼此不同的單色光。日本特開2010-86815號公報中建議的技術可能不適用于需要發射白光的光源裝置的應用，如諸如3LCD(Light Crystal Display)型投影儀等的圖像顯示裝置。
[0008]因此，所希望的是提供無水銀的照明裝置，其也可應用于諸如3LCD型投影儀的各種應用，并且所希望的是提供具有該照明裝置的圖像顯示設備。
[0009]根據本發明實施例的照明裝置包括發射具有第一波長的激發光的激發光源和熒光構件。熒光構件包括熒光物質，當被激發光輻射時，該熒光物質發射波長為大于第一波長的第二波長的光、透射激發光的一部分及反射激發光的另一部分，并且該熒光構件包括第一反射膜，該第一反射膜提供在熒光物質的與激發光的入射側相反的一側，熒光構件發射復合光，該復合光包括從熒光物質和第一反射膜反射的激發光成分和從熒光物質發射的光成分。另外，上述的“波長”是指不僅包括單一波長而且包括預定波段的波長。
[0010]另外，根據本發明另一個實施例的圖像顯示設備包括光源裝置部和圖像投射部，并且每個部的功能如下。光源裝置部具有與根據本發明實施例的照明裝置基本上相同的構造。圖像投射部通過利用從光源裝置部發射的復合光而產生預定的圖像光，并且將所產生的圖像光投射到外面。
[0011]根據本發明的實施例，照明裝置(光源裝置部)發射復合光，該復合光包括從熒光物質發射的具有第二波長的激發光以及從熒光物質和第一反射膜反射的具有第一波長的激發光的一部分。就是說，根據本發明的實施例，發射了波段與激發光和發射光不同的光。因此，根據本發明的實施例，在激發光設定為藍光而發射光設定為包括紅光和綠光的光(例如，黃光等)的情況下，能夠從照明裝置(光源裝置部)發射白光。
[0012]如上所述，在根據本發明實施例的照明裝置(光源裝置部)中，能夠發射波段與激發光和發射光不同的光，并且通過適當設定第一波長的激發光和第二波長的發射光的結合，能夠發射白光等。因此，根據本發明的實施例，能夠提供無水銀的照明裝置，該無水銀的照明裝置也可應用于例如3LCD型投影儀的各種應用，并且能夠提供具有該照明裝置的圖像顯不設備。
【附圖說明】
[0013]圖1是示出根據本發明實施例的圖像顯示設備的示意性模塊構造圖；
[0014]圖2A至2C是示出光源裝置部(照明裝置)所用熒光構件的示意性構造圖；
[0015]圖3是示出熒光構件中所用反射膜的構造示例的圖；
[0016]圖4是示出根據本發明實施例的光源裝置部中所用的偏振分束器的光譜特性示例的圖；
[0017]圖5是示出偏振分束器的運行的圖；
[0018]圖6是示出根據本發明實施例的光源裝置部(照明裝置)的發射光的光譜特性的圖；以及
[0019]圖7是示出根據修改示例I的光譜光學系統的構造示例的圖。
【具體實施方式】
[0020]在下文，將參考附圖以下面的順序描述根據本發明實施例的照明裝置以及具有該照明裝置的圖像顯示設備的示例。另外，在該實施例中，3LCD型投影儀描述為圖像顯示設備的示例，但是本發明不限于此。本發明可以應用于需要白光且可以獲得相同效果的任何圖像顯不設備。
[0021]1.圖像顯示設備的構造示例
[0022]2.光源裝置部(照明裝置)的構造示例
[0023]3.熒光構件的構造示例
[0024]4.偏振分束器的構造示例
[0025]5.光源裝置部的運行示例
[0026]6.各種修改示例
[0027][1.圖像顯示設備的構造示例]
[0028]圖1示出了根據本發明實施例的圖像顯示設備的構造示例。在圖1中，為了說明的簡便起見，僅主要地示出了該實施例的圖像顯示設備10中在圖像光投射到外面時而運行的主要部分。另外，在圖1中，示出了 3LCD型投影儀的構造示例，但是本發明不限于此。本發明可以應用于采用反射式LCD光調制裝置的3LCD型投影儀。
[0029]圖像顯示設備10包括光源裝置部I (照明裝置)和光引擎部(optical enginesect1n) 2(圖像投射部)。另外，光源裝置部I的構造將稍后描述。
[0030]光引擎部2光學處理從光源裝置部I發射的光(該示例中的白光LW)以產生圖像光LI，并且放大和投射圖像光LI到例如外部的屏幕。光引擎部2包括例如光譜光學系統20、3IXD光學調制裝置(在下文，分別稱為〃第一 IXD面板21至第三IXD面板23〃)、棱鏡24和投射光學系統25。另外，光引擎部2的構造不限于圖1所示的示例，而是可以例如根據使用等適當地改變。例如，各種必要的光學裝置可以在光引擎部2內適當設置在每個部件之間的光路上。
[0031]另外，在該示例的光引擎部2中，第一和第三LCD面板21和23設置為發光表面彼此相對，并且第二 IXD面板22設置在與第一和第三IXD面板21和23的相對方向垂直的方向上。棱鏡24設置在由第一至第三IXD面板21至23圍繞的區域中。另外，在該示例中，投射光學系統25設置在與第二 LCD面板22的發光表面相對的位置處，且投射光學系統25與第二 IXD面板22之間具有棱鏡24。另外，光譜光學系統20提供在第一至第三IXD面板21至23的光入射側。
[0032]光譜光學系統20由例如分色鏡或反射鏡等構造，將從光源裝置部I入射的白光LW分散成藍光LB、綠光LG和紅光LR，并且將每種波長成分的光發射到每個對應的LCD面板。在該示例中，光譜光學系統20將所分散的藍光LB、綠光LG和紅光LR的每一個分別出射到第一 IXD面板21、第二 IXD面板22和第三IXD面板23。另外，在該實施例中，在光譜光學系統20中，每種波長成分的偏振方向調整為預定的方向。
[0033]第一至第三IXD面板21至23的每一個都由透射IXD面板構造。IXD面板的每一個根據從面板驅動部(未示出)提供的驅動信號通過改變液晶單元(未示出)中包封的液晶分子的布置而用液晶單元透射或遮蔽(調制)入射光。LCD面板的每一個都將預定波長的調制光(被調制的光)出射到棱鏡24。
[0034]棱鏡24使分別從第一至第三IXD面板21至23入射的每種波長成分的調制光復合，并且將該復合光，即圖像光LI出射到投射光學系統25。
[0035]投射光學系統25將從棱鏡24入射的圖像光放大且投射到例如，外部屏幕等的顯示表面上。
[0036][2.光源裝置部I的構造示例]
[0037]接下來，將參考圖1描述該實施例的光源裝置部I的內部構造。光源裝置部I包括激發光源11、偏振分束器12 (光譜光學系統)、四分之一波長板13、聚光光學系統14(光學系統)、熒光構件15和電動機16(驅動單元)。
[0038]在該實施例的光源裝置部I中，熒光構件15的稍后描述的反射膜31和熒光層32、聚光光學系統14、四分之一波長板13和偏振分束器12從焚光構件15側依次設置在來自焚