光源装置和图像显示设备的制造方法
【专利说明】光源装置和图像显示设备
[0001]本申请是申请日为2011年6月13日且发明名称为“照明装置和图像显示设备”的中国专利申请201110157759.7的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及光源装置和图像显示设备，具体地，涉及用作诸如投影仪的投射型图像显示设备的光源的光源装置和包括该光源装置的图像显示设备。
【背景技术】
[0003]近年来，对于在家看电影或会议陈述等，使用诸如投影仪的投射型图像显示设备的机会已经增加了。在这样的投影仪中，作为光源，例如，通常采用具有高亮度的放电型灯，例如水银灯。另外，随着近年来在固态发光装置(例如，半导体激光器或发光二极管等)技术发展上的进步，也提出了采用固态发光装置的投影仪(例如，见日本特开2010-86815号公报)。
[0004]JP-A-2010-86815中公开的投影仪是DLP (数字光处理:注册商标)型投影仪。在这种类型的投影仪中，通过对不同颜色约每秒几千次的时分显示而全色显示图像。因此，在日本特开2010-86815号公报的投影仪中，分别准备了利用固态发光装置的红色发光装置、绿色发光装置和蓝色发光装置，并且从每个发光装置发射的光被分时控制，且该光被发射到外面以显示图像光。
[0005]另外，日本特开2010-86815号公报的投影仪中采用的每个发光装置都包括可旋转驱动的发光轮、形成在发光轮表面上且吸收激发光而发射预定颜色光的发光材料以及发射激发光的激发光源(固态发光装置)。另外，作为每个发光装置中采用的激发光源，采用所发射的激发光的波段短于从发光材料发射的光的波段的光源。
【发明内容】
[0006]如上所述，在现有技术中已经提出了不采用水银灯的投影仪，并且，在这样的投影仪中，可以实现无水银的投影仪以响应近来的环境问题。另外，例如，在诸如半导体激光器和发光二极管的固态发光装置用作光源的情况下，与水银灯相比优点是耐久性较长且亮度降低也较少。
[0007]然而，日本特开2010-86815号公报中建议的技术仅可用于光源装置(照明装置)，例如，DLP(注册商标)型投影仪等，其分时发射多种波长彼此不同的单色光。日本特开2010-86815号公报中建议的技术可能不适用于需要发射白光的光源装置的应用，如诸如3LCD(Light Crystal Display)型投影仪等的图像显示装置。
[0008]因此，所希望的是提供无水银的照明装置，其也可应用于诸如3LCD型投影仪的各种应用，并且所希望的是提供具有该照明装置的图像显示设备。
[0009]根据本发明实施例的照明装置包括发射具有第一波长的激发光的激发光源和荧光构件。荧光构件包括荧光物质，当被激发光辐射时，该荧光物质发射波长为大于第一波长的第二波长的光、透射激发光的一部分及反射激发光的另一部分，并且该荧光构件包括第一反射膜，该第一反射膜提供在荧光物质的与激发光的入射侧相反的一侧，荧光构件发射复合光，该复合光包括从荧光物质和第一反射膜反射的激发光成分和从荧光物质发射的光成分。另外，上述的“波长”是指不仅包括单一波长而且包括预定波段的波长。
[0010]另外，根据本发明另一个实施例的图像显示设备包括光源装置部和图像投射部，并且每个部的功能如下。光源装置部具有与根据本发明实施例的照明装置基本上相同的构造。图像投射部通过利用从光源装置部发射的复合光而产生预定的图像光，并且将所产生的图像光投射到外面。
[0011]根据本发明的实施例，照明装置(光源装置部)发射复合光，该复合光包括从荧光物质发射的具有第二波长的激发光以及从荧光物质和第一反射膜反射的具有第一波长的激发光的一部分。就是说，根据本发明的实施例，发射了波段与激发光和发射光不同的光。因此，根据本发明的实施例，在激发光设定为蓝光而发射光设定为包括红光和绿光的光(例如，黄光等)的情况下，能够从照明装置(光源装置部)发射白光。
[0012]如上所述，在根据本发明实施例的照明装置(光源装置部)中，能够发射波段与激发光和发射光不同的光，并且通过适当设定第一波长的激发光和第二波长的发射光的结合，能够发射白光等。因此，根据本发明的实施例，能够提供无水银的照明装置，该无水银的照明装置也可应用于例如3LCD型投影仪的各种应用，并且能够提供具有该照明装置的图像显不设备。
【附图说明】
[0013]图1是示出根据本发明实施例的图像显示设备的示意性模块构造图；
[0014]图2A至2C是示出光源装置部(照明装置)所用荧光构件的示意性构造图；
[0015]图3是示出荧光构件中所用反射膜的构造示例的图；
[0016]图4是示出根据本发明实施例的光源装置部中所用的偏振分束器的光谱特性示例的图；
[0017]图5是示出偏振分束器的运行的图；
[0018]图6是示出根据本发明实施例的光源装置部(照明装置)的发射光的光谱特性的图；以及
[0019]图7是示出根据修改示例I的光谱光学系统的构造示例的图。
【具体实施方式】
[0020]在下文，将参考附图以下面的顺序描述根据本发明实施例的照明装置以及具有该照明装置的图像显示设备的示例。另外，在该实施例中，3LCD型投影仪描述为图像显示设备的示例，但是本发明不限于此。本发明可以应用于需要白光且可以获得相同效果的任何图像显不设备。
[0021]1.图像显示设备的构造示例
[0022]2.光源装置部(照明装置)的构造示例
[0023]3.荧光构件的构造示例
[0024]4.偏振分束器的构造示例
[0025]5.光源装置部的运行示例
[0026]6.各种修改示例
[0027][1.图像显示设备的构造示例]
[0028]图1示出了根据本发明实施例的图像显示设备的构造示例。在图1中，为了说明的简便起见，仅主要地示出了该实施例的图像显示设备10中在图像光投射到外面时而运行的主要部分。另外，在图1中，示出了 3LCD型投影仪的构造示例，但是本发明不限于此。本发明可以应用于采用反射式LCD光调制装置的3LCD型投影仪。
[0029]图像显示设备10包括光源装置部I (照明装置)和光引擎部(optical enginesect1n) 2(图像投射部)。另外，光源装置部I的构造将稍后描述。
[0030]光引擎部2光学处理从光源装置部I发射的光(该示例中的白光LW)以产生图像光LI，并且放大和投射图像光LI到例如外部的屏幕。光引擎部2包括例如光谱光学系统20、3IXD光学调制装置(在下文，分别称为〃第一 IXD面板21至第三IXD面板23〃)、棱镜24和投射光学系统25。另外，光引擎部2的构造不限于图1所示的示例，而是可以例如根据使用等适当地改变。例如，各种必要的光学装置可以在光引擎部2内适当设置在每个部件之间的光路上。
[0031]另外，在该示例的光引擎部2中，第一和第三LCD面板21和23设置为发光表面彼此相对，并且第二 IXD面板22设置在与第一和第三IXD面板21和23的相对方向垂直的方向上。棱镜24设置在由第一至第三IXD面板21至23围绕的区域中。另外，在该示例中，投射光学系统25设置在与第二 LCD面板22的发光表面相对的位置处，且投射光学系统25与第二 IXD面板22之间具有棱镜24。另外，光谱光学系统20提供在第一至第三IXD面板21至23的光入射侧。
[0032]光谱光学系统20由例如分色镜或反射镜等构造，将从光源装置部I入射的白光LW分散成蓝光LB、绿光LG和红光LR，并且将每种波长成分的光发射到每个对应的LCD面板。在该示例中，光谱光学系统20将所分散的蓝光LB、绿光LG和红光LR的每一个分别出射到第一 IXD面板21、第二 IXD面板22和第三IXD面板23。另外，在该实施例中，在光谱光学系统20中，每种波长成分的偏振方向调整为预定的方向。
[0033]第一至第三IXD面板21至23的每一个都由透射IXD面板构造。IXD面板的每一个根据从面板驱动部(未示出)提供的驱动信号通过改变液晶单元(未示出)中包封的液晶分子的布置而用液晶单元透射或遮蔽(调制)入射光。LCD面板的每一个都将预定波长的调制光(被调制的光)出射到棱镜24。
[0034]棱镜24使分别从第一至第三IXD面板21至23入射的每种波长成分的调制光复合，并且将该复合光，即图像光LI出射到投射光学系统25。
[0035]投射光学系统25将从棱镜24入射的图像光放大且投射到例如，外部屏幕等的显示表面上。
[0036][2.光源装置部I的构造示例]
[0037]接下来，将参考图1描述该实施例的光源装置部I的内部构造。光源装置部I包括激发光源11、偏振分束器12 (光谱光学系统)、四分之一波长板13、聚光光学系统14(光学系统)、荧光构件15和电动机16(驱动单元)。
[0038]在该实施例的光源装置部I中，荧光构件15的稍后描述的反射膜31和荧光层32、聚光光学系统14、四分之一波长板13和偏振分束器12从焚光构件15侧依次设置在来自焚