光源裝置和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光源裝置和包括這種光源裝置的顯示裝置，不使用昂貴部件就可以實現(xiàn)光源裝置的小型化，其中所述光源裝置包括：構(gòu)造成發(fā)射光的至少一個光源，構(gòu)造成擴(kuò)散和反射從所述光源發(fā)射的光的擴(kuò)散板，以及設(shè)置在所述光源和所述擴(kuò)散板之間的部分透射部件，所述部分透射部件具有允許光通過的透射區(qū)域和能夠反射光并且是除了所述透射區(qū)域之外的反射區(qū)域。
【專利說明】光源裝置和顯示裝置
[0001] 相關(guān)申請的交叉參考
[0002] 本申請要求享有于2013年3月22日提交的日本在先專利申請JP2013-060364的 權(quán)益，其全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開涉及一種用于諸如投影儀等顯示裝置的光源裝置和包括這種光源裝置的 顯示裝置。

【背景技術(shù)】
[0004] 從亮度和性價比的觀點來看，投影儀用光源主要采用超高壓水銀燈，另一方面，從 長使用壽命和額外的高功能的觀點來看，具有長使用壽命和廣色域的固態(tài)光源引起了人們 的注意。固態(tài)光源是利用半導(dǎo)體的p-n結(jié)的發(fā)光現(xiàn)象的光源，例如LED和激光二極管（LD) 等。近年來，例如，象JP2012-108486A中那樣，光源裝置用于投影儀，在該裝置中，固態(tài)光源 用光照射經(jīng)用特定波長區(qū)域的光照射而發(fā)射不同波長區(qū)域的光的熒光材料，并且利用所產(chǎn) 生的突光發(fā)光。
[0005] 當(dāng)激光器用于投影儀的光源時，需要光源的光束具有某種程度的斷面面積。當(dāng)大 量的激光器用于光源時，激光器配置成陣列滿足這種斷面面積。然而，當(dāng)使用少量的激光器 時，不能以多重方式使光線彼此重疊導(dǎo)致強(qiáng)的干涉，期望以任何方法使光束的直徑變寬。
[0006] 作為這個的一種構(gòu)成，例如，圖17示出了光源裝置10A，其中用激光二極管11的光 線照射透射型擴(kuò)散板12,該光線擴(kuò)散后用包括透鏡13和反光鏡14等的光學(xué)系統(tǒng)使其以所 希望的規(guī)格發(fā)射。另外，如圖18所示，為了使得整個光源小型化，還有使用反射型擴(kuò)散板17 的光源裝置10B。在光源裝置10B中，從激光二極管11發(fā)射的光通過偏振分束器（PBS) 15、 λ /4板16和透鏡13并在反射型擴(kuò)散板17上擴(kuò)散和反射。在反射型擴(kuò)散板17上反射的光 通過透鏡13和λ /4板16并在PBS15上反射以被發(fā)射。
[0007] 然而，與使用透射型擴(kuò)散板12的光源裝置10Α相比，對于使用反射型擴(kuò)散板17的 光源10Β，作為較昂貴光學(xué)系統(tǒng)的PBS15和λ/4板16是新需要的，導(dǎo)致部件的數(shù)量增多和 光源裝置10Β的高制造成本。因此，希望不使用昂貴部件就能使光源裝置小型化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于上述情況，本公開提供一種不使用昂貴部件就可以實現(xiàn)光源裝置小型化的 光源裝置和包括這種光源裝置的顯示裝置。
[0009] 根據(jù)本公開的實施方案，提供了一種光源裝置，包括：構(gòu)造成發(fā)射光的至少一個光 源，構(gòu)造成擴(kuò)散和反射從所述光源發(fā)射的光的擴(kuò)散板，以及設(shè)置在所述光源和所述擴(kuò)散板 之間的部分透射部件，所述部分透射部件具有允許光通過的透射區(qū)域和能夠反射光并且是 除了所述透射區(qū)域之外的反射區(qū)域。
[0010] 根據(jù)本公開，用擴(kuò)散板反射和擴(kuò)散從光源發(fā)射的光的構(gòu)成采用設(shè)置在光源和擴(kuò)散 板之間并具有透射區(qū)域和反射區(qū)域的部分透射部件。從光源發(fā)射的光通過透射區(qū)域并入射 在擴(kuò)散板上，以在其上擴(kuò)散和反射。用擴(kuò)散板反射的光在部分透射部件的反射區(qū)域上在光 源裝置的光的發(fā)射方向上反射。從而，可以維持從光源裝置發(fā)射的光量，并且光源裝置可以 小型化。
[0011] 根據(jù)本公開的實施方案，提供了一種顯示裝置，包括：光源單元，構(gòu)造成調(diào)制和合 成入射光的光調(diào)制/合成系統(tǒng)，構(gòu)造成將從所述光源單元發(fā)射的光引導(dǎo)到所述光調(diào)制/合 成系統(tǒng)的照明光學(xué)系統(tǒng)，以及構(gòu)造成對從所述光調(diào)制/合成系統(tǒng)發(fā)射的圖像進(jìn)行投射的投 射光學(xué)系統(tǒng)。所述光源單元包括：構(gòu)造成發(fā)射光的至少一個光源，構(gòu)造成擴(kuò)散和反射從所述 光源發(fā)射的光的擴(kuò)散板，以及設(shè)置在所述光源和所述擴(kuò)散板之間的部分透射部件，所述部 分透射部件具有允許光通過的透射區(qū)域和能夠反射光并且是除了所述透射區(qū)域之外的反 射區(qū)域。
[0012] 如上所述，根據(jù)本公開，不使用昂貴部件就可以實現(xiàn)光源裝置的小型化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是示出包括根據(jù)本公開第一實施方案的光源單元的顯示裝置的一個構(gòu)成例 的示意性構(gòu)成圖；
[0014] 圖2是示出根據(jù)本實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明圖；
[0015] 圖3是示出根據(jù)本實施方案的光源單元的部分透射板的一個例子的平面圖；
[0016] 圖4是示出根據(jù)本實施方案的光源單元的部分透射板的另一個例子的平面圖； [0017] 圖5是示出根據(jù)本實施方案的光源單元的開口部形成為切口的部分透射板的一 個例子的平面圖；
[0018] 圖6是示出根據(jù)本公開第二實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明圖； [0019]圖7是在擴(kuò)散板上的一般散射反射的說明圖；
[0020] 圖8是示出根據(jù)本公開第三實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明圖；
[0021] 圖9是在具有Ranbashian特性的擴(kuò)散板上的散射反射的說明圖；
[0022] 圖10是示出根據(jù)本公開第四實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明 圖；
[0023] 圖11是示出根據(jù)本實施方案的光源單元的具有兩個開口部的部分透射板的一個 例子的平面圖；
[0024] 圖12是示出根據(jù)本公開第五實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明 圖；
[0025] 圖13是示出根據(jù)本公開第六實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明 圖；
[0026] 圖14是示出根據(jù)本公開第七實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明 圖；
[0027] 圖15是示出根據(jù)本公開第八實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明 圖；
[0028] 圖16是示出根據(jù)本公開第九實施方案的光源單元的一個構(gòu)成例的示意性說明 圖；
[0029] 圖17是示出使用根據(jù)本公開相關(guān)技術(shù)的透射型擴(kuò)散板的光源裝置的一個構(gòu)成例 的示意性構(gòu)成圖；以及
[0030] 圖18是示出使用根據(jù)本公開相關(guān)技術(shù)的反射型擴(kuò)散板的光源裝置的一個構(gòu)成例 的示意性構(gòu)成圖。

【具體實施方式】
[0031] 在下文中，將參照附圖詳細(xì)說明本公開的優(yōu)選實施方案。需要指出的是，在本說明 書和附圖中，具有基本上相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略對這 些結(jié)構(gòu)要素的重復(fù)說明。
[0032] 順便指出，按以下順序進(jìn)行說明。
[0033] 1.第一實施方案（部分透射板的透射區(qū)域在中央部分的構(gòu)成）
[0034] 1. 1.顯示裝置的構(gòu)成
[0035] 1. 2.光源單元的構(gòu)成
[0036] 2.第二實施方案（部分透射板的透射區(qū)域在角落部分的構(gòu)成）
[0037] 3.第三實施方案（具有Ranbashian特性的擴(kuò)散板的構(gòu)成）
[0038] 4.第四實施方案（具有兩個LD的構(gòu)成）
[0039] 5.第五實施方案（使擴(kuò)散板旋轉(zhuǎn)的構(gòu)成（透射區(qū)域在部分透射板的中央部分））
[0040] 6.第六實施方案（使擴(kuò)散板旋轉(zhuǎn)的構(gòu)成（透射區(qū)域在部分透射板的角落部分））
[0041] 7.第七實施方案（使擴(kuò)散板部分地旋轉(zhuǎn)的構(gòu)成）
[0042] 8.第八實施方案（使具有Ranbashian特性的擴(kuò)散板旋轉(zhuǎn)的構(gòu)成）
[0043] 9.第九實施方案（使用熒光材料的構(gòu)成）
[0044] 〈1.第一實施方案〉
[0045] [1. 1.顯示裝置的構(gòu)成]
[0046] 首先，參照圖1，說明包括根據(jù)本公開第一實施方案的光源單元100的顯示裝置1 的一個構(gòu)成例。圖1是示出包括根據(jù)本實施方案的光源單元100的顯示裝置1的一個構(gòu)成 例的示意性構(gòu)成圖。
[0047] 根據(jù)本實施方案的顯示裝置1示出用于從發(fā)射光的光源收集光、通過產(chǎn)生圖像顯 示的裝置發(fā)射來自投射透鏡的光以及在諸如屏幕S等顯示面上投影圖像的投影儀的一個 構(gòu)成例。圖1中所示的顯示裝置1是將3個LCD用作微型顯示器的投影儀的一個構(gòu)成例。
[0048] 從光源單元100發(fā)射的光為了維持其在顯示圖像的邊緣的亮度通過由第一透鏡 陣列2a和第二透鏡陣列2b構(gòu)成的集成透鏡2,之后，通過偏振轉(zhuǎn)換元件3a和聚光透鏡3b， 并針對各個波長區(qū)域分離成不同成分。
[0049] 已經(jīng)通過聚光透鏡3b的光入射在僅反射紅色波長區(qū)域的光并允許其他波長區(qū)域 的光通過的第一反射分色鏡4a上。從而，紅色波長區(qū)域的光被第一反射分色鏡4a反射并 朝向反射鏡5a前進(jìn)。紅色波長區(qū)域的光進(jìn)一步被反射鏡5a反射并入射在紅色用液晶面板 6a上。
[0050] 已經(jīng)通過第一反射分色鏡4a的其他波長區(qū)域的光入射在第二反射分色鏡4b上。 第二反射分色鏡4b僅反射綠色波長區(qū)域的光并允許其他波長區(qū)域的光（S卩，藍(lán)色波長區(qū)域 的光）通過。被第二反射分色鏡4b反射的綠色波長區(qū)域的光入射在綠色用液晶面板6b上。 另外，已經(jīng)通過第二反射分色鏡4b的藍(lán)色波長區(qū)域的光被反射鏡5b和5c反射，并且之后 入射在藍(lán)色用液晶面板6c上。
[0051] 各種顏色用的各液晶面板6a?6c根據(jù)輸入的圖像信號調(diào)制入射其上的光，并產(chǎn) 生對應(yīng)于R、G和B的圖像的信號光。對于液晶面板6a?6c，例如，可以米用使用高溫多晶 硅TFT的透射型液晶元件。使得通過用各液晶面板6a?6c調(diào)制獲得的信號光入射在二向 色棱鏡7上并且其各個成分彼此組合。二向色棱鏡7形成具有四個三棱柱的長方體，以反 射紅色信號光和藍(lán)色信號光而允許綠色信號光通過。通過二向色棱鏡7合成獲得的各種顏 色的信號光入射在投射透鏡8上以在屏幕S等顯示面上作為圖像投影。
[0052] 在顯示裝置1中，液晶面板6a?6c和二向色棱鏡7起到用于調(diào)制和合成入射光 的光調(diào)制/合成系統(tǒng)的作用。另外，集成透鏡2、偏振轉(zhuǎn)換元件3a、聚光透鏡3b、反射分色鏡 4a和4b以及反射鏡5a?5c起到用于將來自光源單元100的光引導(dǎo)到構(gòu)成光調(diào)制/合成 系統(tǒng)的液晶面板6a?6c的照明光學(xué)系統(tǒng)的作用。此外，投射透鏡8起到用于投射從二向 色棱鏡7發(fā)射的圖像的投射光學(xué)系統(tǒng)的作用。
[0053] [1. 2.光源單元的構(gòu)成]
[0054] 作為這種顯示裝置1的光源單元100,在如圖2所示的本技術(shù)中，采用使用反射型 擴(kuò)散板發(fā)射構(gòu)造成所希望規(guī)格的光的光源裝置。光源單元100由激光二極管（在下文中也 被稱為〃LD〃）110、部分透射板120、透鏡130和擴(kuò)散板140構(gòu)成。LD110和透鏡130配置為 使得它們的光軸互相重合。另外，光軸是通過部分透射板120的中心并與LD110的光的發(fā) 射方向平行的軸。在LD110和透鏡130之間設(shè)置部分透射板120,并且擴(kuò)散板140相對于透 鏡130設(shè)置在部分透射板120的相對側(cè)。
[0055] LD110是基于從光源單兀100發(fā)射的光發(fā)射光的發(fā)光部分。從LD110發(fā)射的光朝 向部分透射板120前進(jìn)。
[0056] 部分透射板120是用于使得來自LD110的入射光通過透射區(qū)域朝向擴(kuò)散板140前 進(jìn)并將通過擴(kuò)散板140擴(kuò)散的光引導(dǎo)到光源單元100的光的發(fā)射方向的光學(xué)系統(tǒng)（部分透 射部件）。在部分透射板120中，第一面120a是來自LD110的光在這側(cè)入射的平面，第二面 120b是與第一面120a相對的面。在根據(jù)本實施方案的部分透射板120中，開口部122形成 作為允許來自LD110的入射光通過的透射區(qū)域。
[0057] 開口部122在來自LD110的光的入射位置形成。例如，在圖2中所示的光源單元 100的情況下，如圖3所示，其可以在部分透射板120的大致中央部分中形成。例如，如圖所 示4,根據(jù)光的入射位置，開口部122也可以在部分透射板120A的角落部分中形成。開口 部122可以是象根據(jù)本實施方案的部分透射板120中那樣的物理開口，或者可以由僅在透 射區(qū)域中允許光通過的諸如玻璃等透射材料形成。另外，其可以通過涂布僅在部分透射板 120上的透射區(qū)域中允許光通過的涂層形成。另外，如圖3所示，開口部122的形狀可以是 圓形或可以是多邊形。另外，如圖5所示，開口部122可以通過在部分透射板120B的角落 設(shè)置切口 124形成。
[0058] 已經(jīng)通過部分透射板120的開口部122并用擴(kuò)散板140反射的光在部分透射板 120的第二面120b上在光源單元100的光的發(fā)射方向上反射。在本實施方案中，由于光源 單元100的發(fā)射方向基本上垂直于來自LD110的光的入射方向，所以部分透射板120設(shè)置 為相對于來自LD110的光的入射方向傾斜大約45°。
[0059] 這里，當(dāng)開口部122的開口面積（通過區(qū)域）太大時，從擴(kuò)散板140反射的光通過 其朝向LD110前進(jìn)，這導(dǎo)致光源單元100的光量減少。因此，開口部122對應(yīng)于在部分透射 板120上用來自LD110的入射光照射的區(qū)域形成為盡可能小。開口部122的開口面積盡可 能小，以使從擴(kuò)散板140反射的光朝向LD110前進(jìn)盡可能小的程度。從而，維持光源單元 100的光量。因此，當(dāng)使得LD110具有盡可能短的焦距以發(fā)射微細(xì)光束時，開口部122的開 口面積可以更小。
[0060] 透鏡130是用于將來自LD110的光收集在擴(kuò)散板140上并將用擴(kuò)散板140反射的 光引導(dǎo)到部分透射板120的光學(xué)系統(tǒng)。已經(jīng)通過部分透射板120的開口部122的光通過透 鏡130而被引導(dǎo)到擴(kuò)散板140。例如，透鏡130設(shè)置為使得透鏡的焦點位于擴(kuò)散板140上。 來自LD110的光收集在擴(kuò)散板140上的一點上，從而，光在擴(kuò)散板140的聚光點處進(jìn)行擴(kuò)散 反射以回到透鏡130。
[0061] 由于已經(jīng)用擴(kuò)散板140進(jìn)行擴(kuò)散反射的光從透鏡130的焦點位置發(fā)散，所以其通 過透鏡130而成為平行光。之后，該平行光在部分透射板120的第二面120b的反射部分 (即，作為透射區(qū)域的開口部122之外的部分）上反射。在這個階段，反射光的一部分通過 部分透射板120的開口部122而朝向LD110前進(jìn)。然而，這不會導(dǎo)致光量的大幅損失，因為 開口部122相對于反射部分足夠小。
[0062] 擴(kuò)散板140是用于擴(kuò)散和反射從LD110入射的光的反射型擴(kuò)散板。用擴(kuò)散板140 導(dǎo)致的光的擴(kuò)散基于散射和衍射進(jìn)行。例如，擴(kuò)散板140通過在其上設(shè)置有金屬膜的表面 上形成微細(xì)凹凸并對入射在凹凸面上的光進(jìn)行散射反射。例如，擴(kuò)散板140設(shè)置在透鏡130 的焦點位置處，使得在擴(kuò)散板140上反射的光回到透鏡130。
[0063] 這種構(gòu)造可以實現(xiàn)使用容易小型化的反射型擴(kuò)散板、防止使用如圖18所示的諸 如PBS15和λ /4板16等昂貴部件以及減少部件的數(shù)量的光源單元100。
[0064] 〈2.第二實施方案〉
[0065] 接著，基于圖6和圖7,說明根據(jù)第二實施方案的光源單元200。另外，圖6是示出 根據(jù)本實施方案的光源單元200的示意性構(gòu)成圖。圖7是示出用擴(kuò)散板140產(chǎn)生的一般散 射反射的說明圖。
[0066] 在根據(jù)圖2中所示的第一實施方案的光源單元100中，來自LD110的入射光入射 在其上的開口部122靠近光源單元100的光軸形成，并且來自LD110并已經(jīng)通過部分透射 板120的光入射在擴(kuò)散板140上。然后，用擴(kuò)散板140反射的光再次用部分透射板120反 射。
[0067] 這里，如圖7所示，象在一般的鏡面反射的情況下那樣，已經(jīng)用擴(kuò)散板140進(jìn)行散 射反射的光線在與擴(kuò)散板140的擴(kuò)散面140a上的入射光的入射角α (相對于垂直于擴(kuò)散 面140a的軸的傾角）相同的反射角的方向上具有高強(qiáng)度。在光源單元100的情況下，反射 方向與入射方向是相同的方向，因為入射角α為0。在這種情況下，當(dāng)從擴(kuò)散板140反射 的光在部分透射板120的第二面120b上反射時，散射反射強(qiáng)度大的光線入射進(jìn)開口部122 中，這導(dǎo)致沒有在部分透射板120上反射的損失。
[0068] 為了防止這種情況發(fā)生，例如，可以考慮LD110和部分透射板120A的開口部122 設(shè)置在從光源單元的光軸偏置的位置處，以構(gòu)成光源單元，使得光傾斜地入射在擴(kuò)散板140 上。然而，在這種情況下，從LD110發(fā)射的光的強(qiáng)度分布偏離光軸中心，并且這可以導(dǎo)致照 明不均勻。
[0069] 因此，如圖6所示，根據(jù)本實施方案的光源單元200具有其中LD110和部分透射板 120A的開口部122設(shè)置在從光源單元200的光軸C偏置的位置處并且擴(kuò)散板140傾斜地設(shè) 置的構(gòu)成。也就是說，從LD110發(fā)射的光通過部分透射板120A的開口部122并用透鏡130 入射在擴(kuò)散板140的擴(kuò)散面140a上。擴(kuò)散板140傾斜地設(shè)置使得在擴(kuò)散面140a上反射的 光的反射強(qiáng)度大的部分光線基本上與光源單元200的光軸C重合。
[0070] 因此，在擴(kuò)散面140a上反射的光中，反射強(qiáng)度大的部分沿著光軸C前進(jìn)以通過透 鏡130,并入射在部分透射板120A的反射部分上以被引導(dǎo)到光源單元200的光的發(fā)射方向 上。從而，光源單元200可以實現(xiàn)小型化，在部分透射板120A中光的損失可以很小，并且可 以減小照明不均勻性。
[0071] 〈3.第三實施方案〉
[0072] 接著，基于圖8和圖9,說明根據(jù)第三實施方案的光源單元300。另外，圖8是示出 根據(jù)本實施方案的光源單元300的示意性構(gòu)成圖。圖9是示出在具有Ranbashian特性的 擴(kuò)散板340上的散射反射的說明圖。
[0073] 根據(jù)本實施方案的光源單元300與第二實施方案相比不同之處在于，具有 Ranbashian特性的擴(kuò)散板340。也就是說，如圖8所示，在光源單元300中，與第二實施方 案相似，為了抑制部分透射板120A中反射的光的損失，LD110和部分透射板120A的開口部 122設(shè)置在從光軸C偏置的位置。另一方面，在擴(kuò)散板340中，與根據(jù)圖2中所示的第一實 施方案的擴(kuò)散板140相似，光的擴(kuò)散面340a設(shè)置為與光軸C垂直。因此，已經(jīng)通過開口部 122的入射光通過透鏡130以傾斜地入射在擴(kuò)散板340的擴(kuò)散面340a上。
[0074] 如圖9所示，根據(jù)本實施方案的擴(kuò)散板340具有Ranbashian特性。Ranbashian 特性是如下的特性，其中不管光的入射角如何，強(qiáng)度的中心都在反射面（擴(kuò)散面340a)的垂 直方向上，并且在相對于垂直方向的角度β的方向上反射的光線的強(qiáng)度與cos β成比例衰 減。另外，在本技術(shù)中，該特性不必滿足如上所述的嚴(yán)格的Ranbashian特性，而是不管入射 角如何，僅必須在反射面的垂直方向上提供反射強(qiáng)度大的部分。
[0075] 使用具有這種Ranbashian特性的擴(kuò)散板340,即使當(dāng)來自LD110的光傾斜地入射 在擴(kuò)散板340上時，也使得在擴(kuò)散面340a上反射的光中的反射強(qiáng)度大的部分沿著光軸C前 進(jìn)。然后，反射強(qiáng)度大的光線通過透鏡130,并入射在部分透射板120A的反射部分上以被引 導(dǎo)到光源單元300的光的發(fā)射方向上。從而，光源單元300可以實現(xiàn)小型化，在部分透射板 120A中光的損失可以很小，并且可以減小照明不均勻性。
[0076] 〈4.第四實施方案〉
[0077] 接著，基于圖10和圖11，說明根據(jù)第四實施方案的光源單元400。另外，圖10是 示出根據(jù)本實施方案的光源單元400的示意性構(gòu)成圖。圖11是具有兩個開口部422和424 的部分透射板420的平面圖。
[0078] 根據(jù)本實施方案的光源單元400與第三實施方案相比不同之處在于，作為發(fā)光部 分的LD110包括兩個LD112和114。在包括兩個LD112和114的情況下，也采用根據(jù)第三實 施方案的光源單元300使用的具有Ranbashian特性的擴(kuò)散板340,從而，使得在擴(kuò)散板340 上的反射光中反射強(qiáng)度大的光線沿著光軸C平穩(wěn)地前進(jìn)。
[0079] 如圖10所示，兩個LD112和114設(shè)置在從光源單元400的光軸C偏置的位置。從 LD112和114發(fā)射的光入射在部分透射板420的第一面420a上。在根據(jù)本實施方案的部分 透射板420中，如圖11所示，兩個開口部422和424形成作為在與從各個LD112和114的 入射位置對應(yīng)的位置處的透射區(qū)域。
[0080] 已經(jīng)通過部分透射板420的開口部422和424并在擴(kuò)散板340上反射的光在光源 單元100的光的發(fā)射方向上在部分透射板420的第二面420b上反射。在本實施方案中，由 于光源單兀400的發(fā)射方向是基本上垂直于來自LD112和114的光的入射方向，所以部分 透射板420相對于來自LD112和114的光的入射方向傾斜大約45°設(shè)置。
[0081] 已經(jīng)通過開口部422和424的光束經(jīng)由透鏡130傾斜地入射在擴(kuò)散板340的擴(kuò)散 面340a上。由于擴(kuò)散板340具有Ranbashian特性，所以已經(jīng)在擴(kuò)散面340a上進(jìn)行擴(kuò)散反 射的光束中反射強(qiáng)度大的光線沿著光軸C前進(jìn)。然后，反射強(qiáng)度大的光線通過透鏡130并 入射在部分透射板420的反射部分上以被引導(dǎo)到光源單元400的光的發(fā)射方向上。
[0082] 從而，光源單元400可以實現(xiàn)小型化，在部分透射板420中光的損失可以很小，并 且可以減小照明不均勻性。另外，擴(kuò)散板340的擴(kuò)散面340a設(shè)置為基本上垂直于光軸C，從 而，使得在從兩個LD112和114入射的光產(chǎn)生的反射光束中反射強(qiáng)度大的光線在部分透射 板420上平穩(wěn)地進(jìn)行反射以從光源單元400發(fā)射。
[0083] 〈5.第五實施方案〉
[0084] 接著，基于圖12,說明根據(jù)第五實施方案的光源單元500。另外，圖12是示出根據(jù) 本實施方案的光源單兀500的7^意性構(gòu)成圖。根據(jù)本實施方案的光源單兀500與根據(jù)第一 實施方案的光源單元100相比不同之處在于，擴(kuò)散板140可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元 550。
[0085] 從LD110發(fā)射的光具有均相光的性質(zhì)。因此，使用LD110的光的光源可以導(dǎo)致稱 為散斑和/或干涉條紋的不均勻。因此，根據(jù)本實施方案的光源單元500通過移動擴(kuò)散板 140及時改變擴(kuò)散光的面內(nèi)亮度分布。從而，散斑和干涉條紋及時進(jìn)行平均化，這使得能夠 有效地減少散斑和干涉條紋，并提高由使用光源單元500的顯示裝置1顯示的圖像的圖像 質(zhì)量。
[0086] 例如，作為移動擴(kuò)散板140的方法，如圖12所示，可以采用其中通過諸如電機(jī)等旋 轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550旋轉(zhuǎn)形成為輪狀的擴(kuò)散板140的方法。旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550的旋轉(zhuǎn)軸 552安裝在擴(kuò)散板140的大致中央部分上并且使旋轉(zhuǎn)軸552旋轉(zhuǎn)。從而，使擴(kuò)散板140繞著 旋轉(zhuǎn)軸552旋轉(zhuǎn)。
[0087] 從LD110發(fā)射的光入射在部分透射板120的第一面120a側(cè)上以通過開口部122， 并用透鏡130收集在擴(kuò)散板140的擴(kuò)散面140a上。在擴(kuò)散面140a上反射的光再次通過透 鏡130,并在部分透射板120的第二面120b上反射以被引導(dǎo)到光源單元500的光的發(fā)射方 向上。
[0088] 這種構(gòu)成使用容易小型化的反射型擴(kuò)散板可以實現(xiàn)光源單元500,防止昂貴部件 的使用并減少部件的數(shù)量。另外，擴(kuò)散板140被旋轉(zhuǎn)，這使得能夠有效地減少散斑和干涉條 紋。
[0089] 〈6.第六實施方案〉
[0090] 接著，基于圖13,說明根據(jù)第六實施方案的光源單元600。另外，圖13是示出根據(jù) 本實施方案的光源單元600的示意性構(gòu)成圖。根據(jù)本實施方案的光源單元600與根據(jù)第二 實施方案的光源單元200相比不同之處在于，擴(kuò)散板140可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元 550。
[0091] 在根據(jù)本實施方案的光源單元600中，與第五實施方案相似，也通過旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動 單元550旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散板140。這可以實現(xiàn)光源單元600的小型化，在部分透射板120A中光的 損失可以很小，并且可以減小照明不均勻性。另外，也可以有效地減少散斑和干涉條紋。
[0092] 〈7.第七實施方案〉
[0093] 接著，基于圖14,說明根據(jù)第七實施方案的光源單元700。另外，圖14是示出根據(jù) 本實施方案的光源單元700的示意性構(gòu)成圖。根據(jù)本實施方案的光源單元700與根據(jù)第六 實施方案的光源單元600相比不同之處在于，擴(kuò)散板740的構(gòu)成。也就是說，在根據(jù)第六實 施方案的光源單兀600中，擴(kuò)散板140設(shè)置為相對于光軸C傾斜，而在根據(jù)本實施方案的光 源單元700中，圓盤狀基板742設(shè)置在旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550的旋轉(zhuǎn)軸552上，擴(kuò)散板740設(shè) 置在基板742上，相對于光軸C傾斜。
[0094] 基板742的面設(shè)置為基本上垂直于光軸C。例如，擴(kuò)散板740設(shè)置成位于基板742 的表面742a的周緣部上，并且呈沿著圓周方向的環(huán)狀。此外，基于圖7中所示的散射反射 的特性，擴(kuò)散板740設(shè)置為使得當(dāng)來自LD110的入射光在擴(kuò)散板740的擴(kuò)散面740a上反射 時，如此反射的光中反射強(qiáng)度大的光線沿著光軸C前進(jìn)。從而，用擴(kuò)散板740反射的光中反 射強(qiáng)度大的部分沿著光軸C前進(jìn)以通過透鏡130,并入射在部分透射板120A的反射部分中 以被引導(dǎo)到光源單元700的光的發(fā)射方向上。
[0095] 光源單元700的這種構(gòu)成可以實現(xiàn)光源單元700的小型化，在部分透射板120A中 光的損失可以很小，并且可以減小照明不均勻性。另外，通過旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散 板740,這使得能夠有效地減少散斑和干涉條紋。
[0096] 〈8.第八實施方案〉
[0097] 接著，基于圖15,說明根據(jù)第八實施方案的光源單元800。另外，圖15是示出根據(jù) 本實施方案的光源單元800的示意性構(gòu)成圖。根據(jù)本實施方案的光源單元800與根據(jù)第三 實施方案的光源單元300相比不同之處在于，擴(kuò)散板340具有Ranbashian特性并且通過旋 轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550旋轉(zhuǎn)。在擴(kuò)散板340中，如圖15所示，旋轉(zhuǎn)軸552固定在其中央部分上 并通過旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。其他構(gòu)成部分的構(gòu)成和功能與根據(jù)圖8中所示的 第三實施方案的光源單元300的那些相似。
[0098] 上述具有Ranbashian特性的擴(kuò)散板340的使用使得當(dāng)來自LD110的光傾斜地入 射在擴(kuò)散板340上時，在擴(kuò)散面340a上反射的光中反射強(qiáng)度大的部分沿著光軸C前進(jìn)。然 后，反射強(qiáng)度大的光線通過透鏡130,并入射在部分透射板120A的反射部分上以被引導(dǎo)到 光源單元800的光的發(fā)射方向上。從而，在部分透射板120A中光的損失可以很小，并且可 以減小照明不均勻性。另外，通過旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散板340,這使得能夠有效地 減少散斑和干涉條紋。
[0099] 〈9.第九實施方案〉
[0100] 接著，基于圖16,說明根據(jù)第九實施方案的光源單元900。另外，圖16是示出根據(jù) 本實施方案的光源單元900的示意性構(gòu)成圖。根據(jù)本實施方案的光源單元900是利用由上 述實施方案說明的任意的光源單元100?800發(fā)射的光和通過激發(fā)熒光材料發(fā)射的熒光發(fā) 光的光發(fā)射單元。這些的組合允許光源單元900小型化。
[0101] 光源單元900包括兩個光源，第一光源910和第二光源912。第一光源910發(fā)射擴(kuò) 散的和從光源單元900發(fā)射的光，并且例如由LD構(gòu)成。第二光源912發(fā)射用于激發(fā)后述的 熒光材料970的光，并且例如，采用藍(lán)色LD。
[0102] 首先，如圖16所示，從第一光源910發(fā)射的光入射在部分透射板920的第一面 920a上，并通過作為透射區(qū)域的開口部922,以通過透鏡130而入射在擴(kuò)散板740上。部分 透射板920、透鏡130和擴(kuò)散板740的構(gòu)成和功能與根據(jù)圖14中所示的第七實施方案的部 分透射板120A、透鏡130和擴(kuò)散板740相似。另外，擴(kuò)散板740經(jīng)由基板層940設(shè)置在其上 設(shè)置有后述的熒光材料970的圓板狀輪950上。例如，如圖16所示，擴(kuò)散板740設(shè)置在輪 950的周緣部上以成為沿著圓周方向的環(huán)狀。
[0103] 入射在擴(kuò)散板740上的第一光源910的光在擴(kuò)散面740a上反射，并通過透鏡130 以入射在部分透射板920的第二面920b上。部分透射板920的第二面920b反射入射光以 朝向分色鏡980引導(dǎo)。
[0104] 另一方面，如圖16所不，從第二光源912發(fā)射的光入射在分色鏡980上。分色鏡 980允許從第一面980a入射的第二光源912的光和來自部分透射板920的入射光通過。另 夕卜，分色鏡980經(jīng)由分色鏡980和透鏡960在第二面980b上反射來自相對于第二光源912 設(shè)置的熒光材料970的熒光發(fā)光和來自第二光源912的反射光。
[0105] 因此，從第二光源912發(fā)射的光通過分色鏡980并用透鏡960收集以照射熒光材 料970。例如，熒光材料970是YAG系的熒光材料，并且經(jīng)過用來自第二光源912的藍(lán)色波 長區(qū)域的光照射，吸收光以發(fā)射不同于藍(lán)色波長區(qū)域的波長區(qū)域的光。例如，采用發(fā)射綠色 波長區(qū)域或紅色波長區(qū)域的光的熒光材料。例如，如圖16所示，熒光材料970設(shè)置在由諸 如鋁等金屬制成的圓板狀輪950上。由于擴(kuò)散板740設(shè)置在輪950的周緣部上，所以熒光 材料970例如設(shè)置在輪950的中央部分中。
[0106] 諸如電機(jī)等旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550使輪950繞著作為旋轉(zhuǎn)中心并設(shè)置在輪950的中 心的旋轉(zhuǎn)軸552旋轉(zhuǎn)。輪950的旋轉(zhuǎn)防止輪950保持由于用光照射產(chǎn)生的熱量，熱量導(dǎo)致熒 光材料970的發(fā)光效率的降低并導(dǎo)致用于將熒光材料970粘合到輪950上的樹脂的熔化。 另外，輪950的旋轉(zhuǎn)還導(dǎo)致擴(kuò)散板740的旋轉(zhuǎn)，使得能夠有效地減少散斑和干涉條紋。
[0107] 從熒光材料970發(fā)射的熒光發(fā)光通過透鏡960以入射在分色鏡980的第二面980b 上。分色鏡980在光源單兀900的光的發(fā)射方向上反射入射在第二面980b上的突光發(fā)光。 在這個階段，從第一光源910產(chǎn)生并在部分透射板920的第二面920b上反射的擴(kuò)散的光也 入射在分色鏡980的第一面980a上。擴(kuò)散的光通過分色鏡980并與在第二面980b上反射 的熒光發(fā)光一起在光源單元900的光的發(fā)射方向上前進(jìn)。
[0108] 象光源單兀900中那樣，從第一光源910發(fā)射的光的擴(kuò)散光和由激發(fā)突光材料970 發(fā)射的熒光發(fā)光的組合允許光源單元900小型化并可以實現(xiàn)平衡色域的光。
[0109] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計要求和其他因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利 要求書或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
[0110] 例如，在上述第五?第九實施方案中通過旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動單元550移動擴(kuò)散板，然而 本技術(shù)不限于這些例子。例如，利用驅(qū)動單元使擴(kuò)散板往復(fù)運動或振動也可以。
[0111] 另外，對于上述實施方案，說明了構(gòu)造成在擴(kuò)散面上具有凹凸以反射光或具有 Ranbashian特性的擴(kuò)散板，然而本技術(shù)不限于這些例子。例如，可以使用衍射擴(kuò)散板。這種 擴(kuò)散板也可以減少通過部分透射板的透射區(qū)域而損失的光量，這使得入射在反射部分上的 光量增加。
[0112] 另外，本技術(shù)也可以具有如下構(gòu)成。
[0113] (1) 一種光源裝置，包括：
[0114] 構(gòu)造成發(fā)射光的至少一個光源；
[0115] 構(gòu)造成擴(kuò)散和反射從所述光源發(fā)射的光的擴(kuò)散板；以及
[0116] 設(shè)置在所述光源和所述擴(kuò)散板之間的部分透射部件，所述部分透射部件具有允許 光通過的透射區(qū)域和能夠反射光并且是除了所述透射區(qū)域之外的反射區(qū)域。
[0117] ⑵根據(jù)⑴所述的光源裝置，
[0118] 其中所述部分透射部件的透射區(qū)域形成在從所述光源發(fā)射的光入射其上的位置。
[0119] (3)根據(jù)⑴或⑵所述的光源裝置，
[0120] 其中所述部分透射部件相對于通過所述部分透射部件的中心并與所述光源的光 的發(fā)射方向平行的光軸傾斜地設(shè)置，以在所述光源裝置的光的發(fā)射方向上引導(dǎo)在所述擴(kuò)散 板上反射的光。
[0121] (4)根據(jù)⑴?（3)中任一項所述的光源裝置，
[0122] 其中所述光源和所述部分透射部件的透射區(qū)域配置在通過所述部分透射部件的 中心并與所述光源的光的發(fā)射方向平行的光軸上，以及
[0123] 其中所述擴(kuò)散板的擴(kuò)散面設(shè)置為與所述光軸垂直。
[0124] (5)根據(jù)⑴?（3)中任一項所述的光源裝置，
[0125] 其中所述光源和所述部分透射部件的透射區(qū)域配置在從通過所述部分透射部件 的中心并與所述光源的光的發(fā)射方向平行的光軸偏置的位置，以及
[0126] 其中所述擴(kuò)散板的擴(kuò)散面相對于所述光軸傾斜地設(shè)置，使得在來自所述光源的光 在所述擴(kuò)散面上反射的反射光中，反射強(qiáng)度大的光線在所述光軸上前進(jìn)。
[0127] (6)根據(jù)⑴?（3)中任一項所述的光源裝置，
[0128] 其中所述光源和所述部分透射部件的透射區(qū)域配置在從通過所述部分透射部件 的中心并與所述光源的光的發(fā)射方向平行的光軸偏置的位置，以及
[0129] 其中所述擴(kuò)散板具有Ranbashian特性并且所述擴(kuò)散板的擴(kuò)散面設(shè)置為與所述光 軸垂直。
[0130] (7)根據(jù)⑴?（6)中任一項所述的光源裝置，
[0131] 其中所述擴(kuò)散板通過驅(qū)動單元移動。
[0132] (8)根據(jù)⑴?（7)中任一項所述的光源裝置，還包括：
[0133] 突光材料，所述突光材料發(fā)射波長區(qū)域不同于用于照射所述突光材料的光的突光 發(fā)光；
[0134] 第二光源，第二光源構(gòu)造成發(fā)射用于照射所述熒光材料的光；以及
[0135] 合波單元，所述合波單元設(shè)置在所述熒光材料和第二光源之間，將從所述熒光材 料發(fā)射的熒光發(fā)光的波長區(qū)域的光在所述部分透射部件的光反射方向上反射，并允許其他 波長的光通過。
[0136] (9) 一種顯示裝置，包括：
[0137] 光源單元；
[0138] 構(gòu)造成調(diào)制和合成入射光的光調(diào)制/合成系統(tǒng)；
[0139] 構(gòu)造成將從所述光源單元發(fā)射的光引導(dǎo)到所述光調(diào)制/合成系統(tǒng)的照明光學(xué)系 統(tǒng)；以及
[0140] 構(gòu)造成對從所述光調(diào)制/合成系統(tǒng)發(fā)射的圖像進(jìn)行投射的投射光學(xué)系統(tǒng)，
[0141] 其中所述光源單元包括：
[0142] 構(gòu)造成發(fā)射光的至少一個光源，
[0143] 構(gòu)造成擴(kuò)散和反射從所述光源發(fā)射的光的擴(kuò)散板，以及
[0144] 設(shè)置在所述光源和所述擴(kuò)散板之間的部分透射部件，所述部分透射部件具有允許 光通過的透射區(qū)域和能夠反射光并且是除了所述透射區(qū)域之外的反射區(qū)域。
【權(quán)利要求】
1. 一種光源裝置，包括： 構(gòu)造成發(fā)射光的至少一個光源； 構(gòu)造成擴(kuò)散和反射從所述光源發(fā)射的光的擴(kuò)散板；以及 設(shè)置在所述光源和所述擴(kuò)散板之間的部分透射部件，所述部分透射部件具有允許光通 過的透射區(qū)域和能夠反射光并且是除了所述透射區(qū)域之外的反射區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置， 其中所述部分透射部件的透射區(qū)域形成在從所述光源發(fā)射的光入射其上的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置， 其中所述部分透射部件相對于通過所述部分透射部件的中心并與所述光源的光的發(fā) 射方向平行的光軸傾斜地設(shè)置，以在所述光源裝置的光的發(fā)射方向上引導(dǎo)在所述擴(kuò)散板上 反射的光。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置， 其中所述光源和所述部分透射部件的透射區(qū)域配置在通過所述部分透射部件的中心 并與所述光源的光的發(fā)射方向平行的光軸上，以及 其中所述擴(kuò)散板的擴(kuò)散面設(shè)置為與所述光軸垂直。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置， 其中所述光源和所述部分透射部件的透射區(qū)域配置在從通過所述部分透射部件的中 心并與所述光源的光的發(fā)射方向平行的光軸偏置的位置，以及 其中所述擴(kuò)散板的擴(kuò)散面相對于所述光軸傾斜地設(shè)置，使得在來自所述光源的光在所 述擴(kuò)散面上反射的反射光中，反射強(qiáng)度大的光線在所述光軸上前進(jìn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置， 其中所述光源和所述部分透射部件的透射區(qū)域配置在從通過所述部分透射部件的中 心并與所述光源的光的發(fā)射方向平行的光軸偏置的位置，以及 其中所述擴(kuò)散板具有Ranbashian特性并且所述擴(kuò)散板的擴(kuò)散面設(shè)置為與所述光軸垂 直。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置， 其中所述擴(kuò)散板通過驅(qū)動單元移動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，還包括： 熒光材料，所述熒光材料發(fā)射波長區(qū)域不同于用于照射所述熒光材料的光的熒光發(fā) 光； 第二光源，第二光源構(gòu)造成發(fā)射用于照射所述熒光材料的光；以及 合波單元，所述合波單元設(shè)置在所述熒光材料和第二光源之間，將從所述熒光材料發(fā) 射的熒光發(fā)光的波長區(qū)域的光在所述部分透射部件的光反射方向上反射，并允許其他波長 的光通過。
9. 一種顯示裝置，包括： 光源單元； 構(gòu)造成調(diào)制和合成入射光的光調(diào)制/合成系統(tǒng)； 構(gòu)造成將從所述光源單元發(fā)射的光引導(dǎo)到所述光調(diào)制/合成系統(tǒng)的照明光學(xué)系統(tǒng)；以 及 構(gòu)造成對從所述光調(diào)制/合成系統(tǒng)發(fā)射的圖像進(jìn)行投射的投射光學(xué)系統(tǒng)， 其中所述光源單元包括： 構(gòu)造成發(fā)射光的至少一個光源， 構(gòu)造成擴(kuò)散和反射從所述光源發(fā)射的光的擴(kuò)散板，以及 設(shè)置在所述光源和所述擴(kuò)散板之間的部分透射部件，所述部分透射部件具有允許光通 過的透射區(qū)域和能夠反射光并且是除了所述透射區(qū)域之外的反射區(qū)域。
【文檔編號】G03B21/00GK104062836SQ201410096195
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】田尻真一郎 申請人:索尼公司