，并且对于P-偏振光将充分大于445nm的波长范围的光反射。更具体地，在专利文件2中描述的二向色镜具有对于S-偏振光的434nm的截止波长并且对于P-偏振光的456nm的截止波长。本文描述的截止波长(也称为半波长)是在其下经过二向色镜的光的透射率变成50%的波长。此时，从激发光源发射的激发光的波长必须是在两个截止波长之间的值。
[0067]在专利文件2中公开的光源装置中，蓝色激发光的波长需要从二向色镜的两个截止波长充分地分开，以防止激发光的光利用效率降低。该必要性出现是因为二向色镜不具有相对于在截止波长附近的波长范围的光而言的充分尚的透射率或充分尚的反射率。因此，从提供能够发射明亮的照明光的具有高的光利用效率的照明光学系统的观点来说，蓝色激发光的波长优选地从二向色镜的对于S-偏振光的截止波长和对于P-偏振光的截止波长两者分开约25nm。因此，二向色镜优选地具有如下特性:P-偏振光的截止波长和S-偏振光的截止波长分开至少50nm。但是，具有如下特性的电介质多层膜镜极其难以实现:其中P-偏振光的截止波长和S-偏振光的截止波长分开约50nm。
[0068]如图1中所示，在本发明中在反射区域41处反射的蓝色激发光被反射性偏振元件24而不是被二向色镜26沿着不同于激发光源12的方向反射。因此，不需要使用其中透射/反射特性根据偏振分量有很大不同的特殊的二向色镜。二向色镜26的截止波长对于S-偏振光和P-偏振光应该有近似相同的值。
[0069]在图1中示出的照明光学系统10中，具有有机材料例如胶粘剂的二向棱镜是不必要的。有机材料可能被具有强的光强度的激光灼烧。在本发明中，采用未使用该类型的二向棱镜的照明光学系统，并且因此能够采用未使用有机材料的构造。在这样的情况下，能够使用将强的光强度的激光发射的激光光源13。
[0070]在上述的示例中，提供了关于如下情况的解释:将包含P-偏振光分量的蓝色激光发射的激发光源12以及具有透射P-偏振光和反射S-偏振光的特性的反射性偏振兀件24。如果可能的话，该构造可被改变为如下构造:使用将包含S-偏振光分量的激发光发射的激发光源12以及具有透射S-偏振光和反射P-偏振光的特性的反射性偏振兀件24。
[0071]接着参考图7描述本发明的示例性实施例中的投影仪。投影仪装备有图1中示出的照明光学系统10。如上所述，照明光学系统10依次发射红色光、绿色光、黄色光和蓝色光。从照明光学系统10发射的光借助聚光透镜50聚光在光隧道52的入射侧端上。光隧道52将入射光转换为具有均匀地大体方形的照度分布的光。
[0072]光隧道52发射的光经过透镜54和56并且被镜58反射。镜58反射的光经过透镜60然后被放大并照射到成像元件64上。此时，在光隧道52的发射侧端处维持光的均匀的照度分布。
[0073]能够使用反射性显示元件作为成像元件64。反射性显示元件可以是例如数字微镜器件(DMD)。DMD根据对于各个像素的各个颜色调整光量。已经经受光量调整的光(图像光)经由投影透镜68被放大并投影到屏幕上。
[0074]更具体地，DMD具有与像素数目相同数目的微小镜元件。各个镜元件被构造为允许绕旋转轴线旋转预定角度。照射到以特定的方向倾斜的镜元件中的光沿着其中布置投影透镜68的方向被反射。照射到投影透镜68中的光被投影到投影仪外部。照射到以另一个方向倾斜的镜元件中的光沿着其中没有布置投影透镜68的方向被反射。这样，各个单独的镜元件选择是否与各个像素对应的光被导向投影透镜68。通过借助DMD执行对各个颜色的光的控制，投影仪能够通过投影透镜68显示彩色图像并且将彩色图像显示到屏幕上。
[0075]在本示例性实施例的投影仪中使用反射性成像元件，并且更具体地，DMD。然而，也能够使用透射性成像元件而取代反射性成像元件作为成像元件64。能够使用液晶面板(LCD)作为成像元件。
[0076]尽管已经提出本发明的优选的示例性实施例并描述细节，本发明不局限于上述的示例性实施例并且应该理解，在不偏离本发明的主旨的范围内，能够对本发明作出各种修改和变更。
[0077]附图标记列表:
[0078]10照明光学系统
[0079]12激发光源
[0080]13激光光源
[0081]22漫射体
[0082]24反射性偏振兀件
[0083]26 二向色镜
[0084]40荧光体单元
[0085]41反射区域
[0086]42a、42b第一荧光体区域
[0087]44a、44b第二荧光体区域
[0088]46a、46b第三荧光体区域
[0089]49照射区域
[0090]64成像元件
[0091] 68投影透镜
【主权项】
1.一种照明光学系统，包括: 激发光源，所述激发光源包括多个激光光源，所述多个激光光源布置为矩阵形式，并且所述激发光源发射通过将从所述多个激光光源发射的多个激光光束混合而获得的激发光；以及 荧光体单元，所述荧光体单元设置有至少一个荧光体区域，所述至少一个荧光体区域响应于从所述激发光源发射的所述激发光的照射，将具有与所述激发光的波长不同的波长的荧光发射； 其中，所述激发光在如下状态下聚光在所述荧光体单元上:从所述多个激光光源发射的所述多个激光光束的中心在互相分开的状态下。2.根据权利要求1所述的照明光学系统，进一步包括: 漫射体，所述漫射体设置在所述激发光源和所述荧光体单元之间的所述激发光的光路上，并且所述漫射体引起所述激发光的强度分布达到均匀分布状态。3.根据权利要求1或2所述的照明光学系统，其中: 所述荧光体单元包括多个荧光体区域，所述多个荧光体区域发射具有互相不同的波长的荧光；并且 所述荧光体单元是能够移动的，从而使得来自所述激发光源的所述激发光依次照射所述多个荧光体区域中的各个。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的照明光学系统，其中: 所述荧光体单元进一步包括反射区域，所述反射区域反射所述激发光； 所述荧光体单元是能够移动的，从而使得来自所述激发光源的所述激发光依次照射所述荧光体区域和所述反射区域；并且 光学系统设置在所述光源和所述荧光体单元之间，所述光学系统使从所述荧光体区域发射的荧光的传播路径以及被所述反射区域反射的所述激发光的传播路径沿着与所述激发光源的位置不同的方向弯曲。5.根据权利要求4所述的照明光学系统，其中，所述光学系统设置有: 反射性偏振元件，所述反射性偏振元件透射第一线性偏振的光并反射与所述第一线性偏振正交的第二线性偏振的光； 二向色镜，所述二向色镜将在所述激发光的波长范围内的光透射并且将从所述荧光体发射的所述荧光的波长范围内的光沿着在已经被所述反射区域反射之后而被所述反射性偏振元件反射的所述激发光的传播方向大致相同的方向反射；以及 四分之一波片，所述四分之一波片设置在所述反射性偏振元件和所述荧光体单元之间。6.根据权利要求5所述的照明光学系统，其中，所述激发光源12发射所述第一线性偏振的激发光。7.根据权利要求5或6所述的照明光学系统，其中，所述反射性偏振元件的反射表面布置成与所述二向色镜的反射表面邻接和大致平行。8.根据权利要求5至7中的任一项所述的照明光学系统，其中: 所述二向色镜包括第一透光衬底和电介质多层膜，所述电介质多层膜形成在所述第一透光衬底的一个表面上； 所述反射性偏振元件包括第二透光衬底和金属细线，所述金属细线形成在所述第二透光衬底的一个表面上；并且 所述第一透光衬底的其上形成所述电介质多层膜的表面与所述第二透光衬底的其上形成所述金属细线的表面相对。9.根据权利要求5至8中的任一项所述的照明光学系统，其中: 所述激发光源发射属于蓝色波长范围的激发光； 所述荧光体区域将具有比所述激发光的波长范围长的波长的可见光发射；并且所述二向色镜具有将所述蓝色波长范围的光透射并将与所述蓝色波长范围不同的可见光反射的特性。10.一种设置有根据权利要求1至9中的任一项所述的照明光学系统的投影仪。
【专利摘要】提供了一种照明光学系统，该照明光学系统能够降低荧光体的发光强度的饱和或减弱。照明光学系统(10)包括：激发光源(12)和荧光体单元(40)。激发光源(12)包括布置成矩阵形式的多个激光光源(13)并发射通过将从所述多个激光光源(13)发射的多个激光光束混合而获得的激发光。荧光体单元(40)设置有至少一个荧光体区域，所述至少一个荧光体区域响应于从激发光源(12)发射的激发光的照射，将具有与激发光的波长不同的波长的荧光发射。激发光在从所述多个激光光源(13)发射的多个激光光束的中心彼此分开的状态下聚光在荧光体单元(40)上。
【IPC分类】G03B21/14
【公开号】CN105122133
【申请号】CN201380075654
【发明人】松原正晃
【申请人】Nec显示器解决方案株式会社
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2013年6月4日
【公告号】WO2014196015A1