專利名稱：照明單元、投射型顯示單元以及直視型顯示單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用諸如激光二極管(LD)的固態(tài)發(fā)光器件的照明單元，并涉及均包括相同的照明單元的投射型顯示單元和直視型顯示單元。
背景技術(shù)：
近年來，不僅在辦公室中，而且在家庭中，已經(jīng)廣泛地使用了將圖像投射在屏幕上的投影器。投影器用電燈泡調(diào)制從光源獲得的光，以生成圖像光，并將由此生成的圖像光投射在屏幕上，以執(zhí)行顯示(參考日本未審查專利申請公開第2008-134324號)?，F(xiàn)在，已經(jīng)逐漸廣泛地使用手掌大的微型投影器、包含微型投影器的手機等
發(fā)明內(nèi)容

作為在投影器中使用的光源，高亮度放電燈是主流。然而，放電燈具有比較大的尺寸和較大的功耗。因此，作為代替放電燈的光源，諸如發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和有機EL(OLED)的固態(tài)發(fā)光器件最近吸引了注意。這些固態(tài)發(fā)光器件不僅在尺寸和功耗方面而且在高可靠性方面都比放電燈更有利。這種投影器通常使用包括諸如復(fù)眼透鏡的積分器，以實現(xiàn)照明光的亮度不均勻性的降低(即，使照明光的亮度均勻化)。然而，在一些情況中，即使使用積分器，也可能不能充分降低照明光的亮度不均勻性。因此希望進(jìn)一步改進(jìn)。期望提供一種能夠降低照明光的亮度的不均勻性的照明單元以及均使用照明光的投射型顯示單元和直視型顯示單元。根據(jù)本技術(shù)的一個實施方式的照明單元包括一個或多個光源，每個光源均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件；光學(xué)構(gòu)件，使得從固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及光學(xué)器件，固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片，其中，一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管，光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自固態(tài)發(fā)光器件的光入射在第一復(fù)眼透鏡上，來自第一復(fù)眼透鏡的光入射在第二復(fù)眼透鏡上，積分器使被從固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，并且光學(xué)器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上，并且使第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的亮度分布形狀沿著亮度分布形狀的短軸方向擴(kuò)展。根據(jù)本技術(shù)的一個實施方式的投射型顯示單元包括照明光學(xué)系統(tǒng)；空間調(diào)制器件，基于所輸入的圖像信號調(diào)制來自照明光學(xué)系統(tǒng)的光，從而生成圖像光；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，投射由空間調(diào)制器件生成的圖像光，照明光學(xué)系統(tǒng)包括一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件；光學(xué)構(gòu)件，使得從固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及光學(xué)器件，固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片，其中，一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管，光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自固態(tài)發(fā)光器件的光入射在第一復(fù)眼透鏡上，來自第一復(fù)眼透鏡的光入射在第二復(fù)眼透鏡上，積分器使被從固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及光學(xué)器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上，并且使第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的亮度分布形狀沿著亮度分布形狀的短軸方向擴(kuò)展。根據(jù)本技術(shù)的一個實施方式的直視型顯示單元包括照明光學(xué)系統(tǒng)；空間調(diào)制器件，基于所輸入的圖像信號調(diào)制來自照明光學(xué)系統(tǒng)的光，從而生成圖像光；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，投射由空間調(diào)制器件生成的圖像光，以及透射型屏幕，在其上顯示從投影光學(xué)系統(tǒng)投射的圖像光，照明光學(xué)系統(tǒng)包括一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件；光學(xué)構(gòu)件，使得從固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及光學(xué)器件，固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片，其中，一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管，光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自固態(tài)發(fā)光器件的光入射在第一復(fù)眼透鏡上，來自第一復(fù)眼透鏡的光入射在第二復(fù)眼透鏡上，積分器使被從固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及光學(xué)器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上，并且使第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的亮度分布形狀沿著亮度分布形狀的短軸方向擴(kuò)展。在根據(jù)本技術(shù)的實施方式的照明單元、投射型顯示單元和直視型顯示單元中，沿著亮度分布形狀的短軸方向使第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的亮度分布形狀擴(kuò)展的光學(xué)器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上。這使得更容易降低積分器中的入射光的亮度不均勻性，即使當(dāng)從包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源發(fā)射的光表現(xiàn)出尖銳亮度分布形狀時(例如，即使當(dāng)遠(yuǎn)場圖案(FFP)不是圓形時(各向同性)，例如橢圓形形狀)。根據(jù)本技術(shù)的另一實施方式的照明單元包括一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件；光學(xué)構(gòu)件，使得從固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及光路分支器件，固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片，其中一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管，光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自固態(tài)發(fā)光器件的光入射在第一復(fù)眼透鏡上，來自第一復(fù)眼透鏡的光入射在第二復(fù)眼透鏡上，積分器使被從固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，并且光路分支器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上，光路分支器件將第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的光路沿著入射光的亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路。根據(jù)本技術(shù)的另一實施方式的投射型顯示單元包括照明光學(xué)系統(tǒng)；空間調(diào)制器件，基于所輸入的圖像信號調(diào)制來自照明光學(xué)系統(tǒng)的光，從而生成圖像光；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，投射由空間調(diào)制器件生成的圖像光，照明光學(xué)系統(tǒng)包括一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件；光學(xué)構(gòu)件，使得從固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及光路分支器件，固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片，其中，一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管，光、學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自固態(tài)發(fā)光器件的光入射在第一復(fù)眼透鏡上，來自第一復(fù)眼透鏡的光入射在第二復(fù)眼透鏡上，積分器使被從固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，并且光路分支器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上，光路分支器件將第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的光路沿著入射光的亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路。根據(jù)本技術(shù)另一實施方式的直視型顯示單元包括照明光學(xué)系統(tǒng)；空間調(diào)制器件，基于所輸入的圖像信號調(diào)制來自照明光學(xué)系統(tǒng)的光，從而生成圖像光；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，投射由空間調(diào)制器件產(chǎn)生的圖像光；以及透射型屏幕，在其上顯示從投影光學(xué)系統(tǒng)投射的圖像光，照明光學(xué)系統(tǒng)包括一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件；光學(xué)構(gòu)件，使得從固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及光學(xué)器件，固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片，其中 ，一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管，光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自固態(tài)發(fā)光器件的光入射在第一復(fù)眼透鏡上，來自第一復(fù)眼透鏡的光入射在第二復(fù)眼透鏡上，積分器使被從固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及光路分支器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上，光路分支器件將第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的光路沿著入射光的亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路。在根據(jù)本技術(shù)的其他實施方式的照明單元、投射型顯示單元和直視型顯示單元中，使第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的光路沿著入射光的亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路的光路分支器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上。這使得更容易降低入射光在積分器中的亮度不均勻性，即使當(dāng)從包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源發(fā)射的光表現(xiàn)出尖銳亮度分布形狀時(例如，即使當(dāng)遠(yuǎn)場圖案(FFP)不是圓形時(各向同性)，例如橢圓形形狀)。根據(jù)本技術(shù)的實施方式的照明單元、投射型顯示單元和直視型顯示單元，光學(xué)器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和一個或多個包括一個或多個由激光二極管構(gòu)造的芯片的光源之間的光路上，并使第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的亮度分布形狀沿著亮度分布形狀的短軸方向擴(kuò)展。這使得更容易降低入射光在積分器中的亮度不均勻性。因此，能夠降低照明光中的亮度不均勻性，并能夠改進(jìn)顯示質(zhì)量。根據(jù)本技術(shù)的其他實施方式的照明單元、投射型顯示單元和直視型顯示單元，光路分支器件被設(shè)置在第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上，光路分支器件使第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的光路沿著入射光的亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路。這使得更容易降低入射光在積分器中的亮度不均勻性。因此，能夠降低照明光中的亮度的不均勻性，并能夠提高顯示質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)理解，上文的大體描述和下文的詳細(xì)描述都是示例性的，旨在提供如權(quán)利要求所要求的技術(shù)的進(jìn)一步解釋。


包括附圖是為了提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其包含在本說明書中并組成本說明書的一部分。附圖示出了實施方式，并與說明書一起用來說明本技術(shù)的原理。圖IA和圖IB分別示出了根據(jù)本技術(shù)的第一實施方式的投影器的示意性構(gòu)造。圖2A和圖2B分別示出了圖IA和圖IB中的投影器內(nèi)的光路的一個實例。圖3A和圖3B分別示出了當(dāng)光源中的芯片為頂面發(fā)光器件時的圖IA和圖IB中的光源的頂面構(gòu)造和截面構(gòu)造的實例。圖4A和圖4B分別示出了當(dāng)光源中的芯片為頂面發(fā)光器件時的圖IA和圖IB中的光源的頂面構(gòu)造和截面構(gòu)造的其他實例。圖5A和圖5B分別示出了當(dāng)光源中的芯片為頂面發(fā)光器件時的圖IA和圖IB中的光源的頂面構(gòu)造和截面構(gòu)造的又一些實例。 圖6A至圖6C分別示出了當(dāng)芯片為圖IA和圖IB中的光源中的頂面發(fā)光器件時的發(fā)光點的實施例。圖7A示出了圖IA和圖IB中的光源的截面構(gòu)造的一個實施例，圖7B示出了當(dāng)芯片為端面發(fā)光器件時從其光反射面觀看到的固態(tài)發(fā)光器件的構(gòu)造的實例。圖8A示出了圖IA和圖IB中的光源的截面構(gòu)造的另一實施例，圖8B示出了當(dāng)芯片為端面發(fā)光器件時從其光反射面觀看到的固態(tài)發(fā)光器件的構(gòu)造的另一實例。圖9A示出了圖IA和圖IB中的光源的截面構(gòu)造的又一實施例，圖9B和圖9C分別示出了當(dāng)芯片為端面發(fā)光器件時從其光反射面觀看到的固態(tài)發(fā)光器件的構(gòu)造的又一實例。圖IOA和圖IOB分別示出了當(dāng)圖7A和圖7B中的光源在XY平面中旋轉(zhuǎn)90度時的構(gòu)造實例。圖IlA和圖IlB分別示出了當(dāng)圖8A和圖8B中的光源在XY平面中旋轉(zhuǎn)90度時的構(gòu)造實例。圖12A至圖12C分別示出了當(dāng)圖9A至圖9C中的光源在XY平面中旋轉(zhuǎn)90度時的構(gòu)造實例。圖13A和圖13B分別示出了圖IA和圖IB中的復(fù)眼透鏡的示意性構(gòu)造。圖14示意性地示出了圖IA和圖IB的光源中的發(fā)光點和遠(yuǎn)場圖案(FFP)的構(gòu)造實例。圖15A和圖15B分別示意性地示出了進(jìn)入圖IA和圖IB中的上游復(fù)眼透鏡的入射光的亮度分布。圖16是示出了圖IA和圖IB中的照明光學(xué)系統(tǒng)的主要部件的詳細(xì)構(gòu)造實例。圖17A和圖17B示意性地示出了圖IA和圖IB的光源中的發(fā)光點以及FFP的其他構(gòu)造實例。圖18示意性地示出了出現(xiàn)在圖IA和圖IB的投影器中的下游復(fù)眼透鏡上的光源圖像的實例。圖19是用于描述圖IA和圖IB中的照明區(qū)域的尺寸的示意圖。圖20示意性地示出了根據(jù)比較例的進(jìn)入投影器中的上游復(fù)眼透鏡的入射光的亮度分布。圖21A和圖21B是用于描述圖20中所示的亮度分布的細(xì)節(jié)的特性圖。圖22示出了在第一實施方式的照明光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生的亮度不均勻性的實例。
圖23描述了第一實施方式的照明光學(xué)系統(tǒng)中的亮度不均勻性的降低效果。圖24示出了根據(jù)第一實施方式的實施例中的特性的實例。圖25A和圖25B分別示出了根據(jù)本技術(shù)第二實施方式的投影器的示意性構(gòu)造。圖26是示出了圖25A和圖25B中的照明光學(xué)系統(tǒng)的主要部件的詳細(xì)構(gòu)造實例的透視圖。圖27示意性地示出了圖26所示的上游復(fù)眼透鏡的詳細(xì)構(gòu)造實施例。圖28描述了第二實施方式的照明光學(xué)系統(tǒng)中的亮度的不均勻性的降低效果。圖29A至圖29D示意性地示出了根據(jù)第二實施方式的上游復(fù)眼透鏡的其他構(gòu)造實例。圖30A和圖30B分別示出了根據(jù)本技術(shù)第三實施方式的投影器的示意性構(gòu)造。 圖31是示出了圖30A和圖30B中的照明光學(xué)系統(tǒng)的主要部件的詳細(xì)構(gòu)造實施例。圖32是用于描述圖31所示的變形透鏡(anamorphic lens)的功能的示意圖。圖33描述了第三實施方式中的照明光學(xué)系統(tǒng)中的亮度的不均勻性的降低效果。圖34A和圖34B分別示出了根據(jù)本技術(shù)第四實施方式的投影器的示意性構(gòu)造。
圖35是示出了圖34A和圖34B中的照明光學(xué)系統(tǒng)的主要部件的詳細(xì)構(gòu)造實例的透視圖。圖36A和圖36B分別是用于描述圖35中所示的光路分支器件的具體實施例及其效果的示意圖。圖37A和圖37B分別描述了第四實施方式的照明光學(xué)系統(tǒng)中的亮度的不均勻性的降低效果。圖38A和圖38B分別示出了根據(jù)本技術(shù)第五實施方式的投影器的示意性構(gòu)造。圖39A和圖39B分別示出了根據(jù)本技術(shù)第一實施方式至第五實施方式中的任一個實施方式的第一修改例的投影器的示意性構(gòu)造。圖40A和圖40B分別示出了根據(jù)本技術(shù)第一實施方式至第五實施方式中的任一個實施方式的第二修改例的投影器的示意性構(gòu)造。圖41A和圖41B分別示出了圖40A和圖40B中的投影器內(nèi)的光路的實例。圖42示出了根據(jù)本技術(shù)第一實施方式至第五實施方式中的任一個實施方式的第三修改例的光源的截面構(gòu)造的實例。圖43示出了圖42的光源中的發(fā)光點的配置構(gòu)造和FFP之間的關(guān)系的實例。圖44示出了使用根據(jù)第一實施方式至第五實施方式以及第一修改例至第三修改例中的任一個的照明光學(xué)系統(tǒng)的背投顯示單元的示意性構(gòu)造實例。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本技術(shù)的一些實施方式。以如下順序進(jìn)行描述。I.第一實施方式(使進(jìn)入上游復(fù)眼透鏡的入射光的亮度分布傾斜的實施例)2.第二實施方式(改變上游復(fù)眼透鏡中的單元的配置的實施例)3.第三實施方式(在照明光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置變形透鏡的實施例)4.第四實施方式(在照明光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置光路分支器件的實施例)5.第五實施方式(在照明光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置變形透鏡和光路分支器件的實施例)
6.對第一實施方式至第五實施方式共同的修改例第一修改例(使用反射器件作為空間調(diào)制器件的實施例)第二修改例(在照明光學(xué)系統(tǒng)中僅設(shè)置單個光源的實施例)第三修改例(將光源中的芯片配置為相對于光軸傾斜的實施例)其他修改例(各個實施方式等的組合，以及背投顯示單元的應(yīng)用例)[第一實施方式][投影器I的一般構(gòu)造] 圖IA和圖IB分別示出了根據(jù)本技術(shù)第一實施方式的投影器(投影器I)的示意性構(gòu)造。應(yīng)注意，投影器I相當(dāng)于本技術(shù)一個實施方式中的“投射型顯示單元”的具體(但非限制性的)實施例。圖IA示出了從上方(在y軸方向上)觀看投影器I的構(gòu)造實例，圖IB示出了從橫側(cè)(在X軸方向上)觀察投影器I的構(gòu)造實例。圖2A和圖2B分別示出了圖IA和圖IB所示的投影器I中的光路的一個實施例。圖2A示出了從上方(在y軸方向上)觀察投影器I的光路的一個實施例，圖2B示出了從橫側(cè)(在X軸方向上)觀察投影器I的光路的一個實施例。通常，y軸面向垂直方向，X軸面向水平方向。相反，y軸可能面向水平方向，X軸可能面向垂直方向。在下文中，為了方便，在y軸面向垂直方向且X軸面向水平方向的前提下進(jìn)行描述。而且，在下文中，“水平方向”指的是X軸方向，“垂直方向”指的是y軸方向。投影器I例如包括照明光學(xué)系統(tǒng)1A、空間調(diào)制器件60和投影光學(xué)系統(tǒng)70?？臻g調(diào)制器件60基于所輸入的畫面信號調(diào)制來自照明光學(xué)系統(tǒng)IA的光，從而生成圖像光。投影光學(xué)系統(tǒng)70將在空間調(diào)制器件60中生成的圖像光投射在反射屏2上。應(yīng)當(dāng)注意，照明光學(xué)系統(tǒng)IA與本技術(shù)的一個實施方式中的“照明單元”的具體(但非限制性的)實施例相對應(yīng)。[照明光學(xué)系統(tǒng)IA的構(gòu)造]照明光學(xué)系統(tǒng)IA提供光通量，通過該光通量，照射空間調(diào)制器件60的照明區(qū)域60A(待照射表面或“照射表面”)。任選地，在照明光學(xué)系統(tǒng)IA的光所通過的區(qū)域上可設(shè)置有任何光學(xué)器件。例如，可在照明光學(xué)系統(tǒng)IA的光所通過的區(qū)域上可設(shè)置有一個構(gòu)件，諸如使來自照明光學(xué)系統(tǒng)IA的光中的除可見光以外的光削弱的濾光器。如圖IA和圖IB所示，照明光學(xué)系統(tǒng)IA例如可包括光源10AU0B和IOC ;耦合透鏡(傳播方向角度變換器件)20A.20B和20C ;光路合成器件30 ;積分器40 ；以及聚光透鏡50。光路合成器件30使來自每個光源10AU0B和IOC的光合并在一起，并可包括，例如，兩個分色鏡30A和30B。積分器40使照明區(qū)域60A中的光的照度分布均勻化，并可包括例如一對復(fù)眼透鏡40A和40B。稱合透鏡20A、光路合成器件30、積分器40和聚光透鏡50從光源IOA以此順序被布置在光源IOA的光軸上。光源IOB的光軸在分色鏡30A處與光源IOA的光軸直交。耦合透鏡20B和分色鏡30A從光源IOB以此順序被布置在光源IOB的光軸上。光源IOC的光軸在分色鏡30B處與光源IOA的光軸直交。耦合透鏡20C和分色鏡30B從光源IOC以此順序被布置在光源IOC的光軸上。其中，耦合透鏡(傳播方向角度變換器件)20A、20B和20C以及積分器40與本技術(shù)的一個實施方式中的“光學(xué)構(gòu)件(從后文所述的固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出的光學(xué)構(gòu)件)”的具體(但非限制性)實施例相對應(yīng)。
應(yīng)注意，圖IA和圖IB分別示出了一個這樣的實施方式，其中，將投影器I的各個元件(不包括光源IOB和IOC以及耦合透鏡20B和20C)配置在平行于z軸的線段上。然而，投影器I的一部分元件可被配置在與z軸不平行的線段上。例如，盡管未示出，照明光學(xué)系統(tǒng)IA可被布置為使得將照明光學(xué)系統(tǒng)IA整體上從圖IA和圖IB所示的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)90度，以允許照明光學(xué)系統(tǒng)IA的光軸面向垂直于z軸的方向。在該實施方式中，可設(shè)置一種將從照明光學(xué)系統(tǒng)IA輸出的光引導(dǎo)至空間調(diào)制器件60的光學(xué)器件(例如反射鏡)。而且，例如，光源10A、耦合透鏡20A和光路合成器件30可被布置為使得將光源10A、耦合透鏡20A和光路合成器件30從圖IA和圖IB所示的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)90度，以允許其光軸面向垂直于z軸的方向。在該實施方式中，可設(shè)置一種將從光路合成器件30輸出的光引導(dǎo)至積分器40的光學(xué)器件(例如反射鏡)。[光源10AU0B和IOC:當(dāng)芯片IlA為頂面發(fā)光器件時]參考圖3A和圖3B至圖5A和圖5B，光源10AU0B和IOC例如可分別具有固態(tài)發(fā)光器件11和支撐固態(tài)發(fā)光器件11的封裝體12 (為一種用于安裝固態(tài)發(fā)光器件11的基材)。換句話說，光源10AU0B和IOC均用作在基材上支撐固態(tài)發(fā)光器件11的封裝體。固態(tài)發(fā)光 器件11從光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光，光發(fā)射區(qū)域包括一個或多個點(dot)狀或非點狀的發(fā)光點(spot，斑)。如圖3A和圖3B所示，固態(tài)發(fā)光器件11例如可包括發(fā)射具有預(yù)定波長帶的光束的單個芯片11A。或者如圖4A和圖4B以及圖5A和圖5B所示，固態(tài)發(fā)光器件11例如可包括發(fā)射具有相同波長帶或彼此具有不同波長帶的光束的多個芯片11A。在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，如圖4A和圖4B所示，這些芯片IlA例如可在水平方向上的一條直線上配置。可選地，如圖5A和圖5B所示，這些芯片IlA例如可在水平方向和垂直方向上以格子形式配置。包括在固態(tài)發(fā)光器件11中的芯片11的數(shù)量對于每個光源10A、10B和IOC來說可以是不同的，或者對于所有的光源10A、10B和IOC來說可以是相同的。在固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，如圖3A所示，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸(WvXWh)例如可以等于單個芯片IlA的尺寸(WviXWhi)。如圖4A和圖5A所不,在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸例如可以等于將所有芯片IlA聚集成一個時的尺寸。當(dāng)多個芯片IlA在水平方向上的一條直線上配置時，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸(WvXWh)在圖4A所不的實施方式中被定義為(WV1X2WH1)。當(dāng)多個芯片IlA在水平方向和垂直方向上以格子形式配置時，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸(WvXWh)在圖5A所示的實施方式中被定義為(2WvlX2Wm)。芯片IlA可包括發(fā)光二極管(LED)、有機EL發(fā)光器件(OLED)、激光二極管(LD)或其他適當(dāng)?shù)陌l(fā)光器件。在第一實施方式中，光源10A、10B和IOC總體中的至少一個芯片IlA由LD構(gòu)成。除了之前描述的由LD構(gòu)成的芯片IlA以外的其他芯片可由LED、0LED、LD和其他適當(dāng)?shù)陌l(fā)光器件的任何組合構(gòu)成。包括在每個光源10AU0B和IOC中的芯片IlA例如可被構(gòu)造為發(fā)射具有針對每個光源10AU0B和IOC而不同的波長帶的光束。包括在光源IOA中的芯片IlA可發(fā)射具有例如大約400nm至500nm的波長的光束(例如，藍(lán)光)。包括在光源IOB中的芯片IIA可發(fā)射具有例如大約500nm至600nm的波長的光束(例如，綠光)。包括在光源IOC中的芯片IlA可發(fā)射具有例如大約600nm至700nm的波長的光束(例如，紅光)。應(yīng)注意，包括在光源IOA中的芯片IlA可發(fā)射除藍(lán)光以外的光(例如綠光或紅光)。而且，包括在光源IOB中的芯片IlA可發(fā)射除綠光以外的光(例如藍(lán)光或紅光)。此外，包括在光源IOC中的芯片IlA可發(fā)射除紅光以外的光(例如綠光或藍(lán)光)。如圖3A和圖3B至圖6A、圖6B和圖6C所示，芯片IlA例如可具有尺寸小于芯片IlA的尺寸(WviXWm)的尺寸(PviXPhi)的發(fā)光點11B。發(fā)光點IlB與當(dāng)將電流注入芯片IlA以驅(qū)動芯片IlA時從芯片IlA發(fā)射光的區(qū)域(光發(fā)射區(qū)域)相對應(yīng)。在芯片IlA包括LED或OLED的一個實施方式中，發(fā)光點IlB為非點狀(例如，具有面狀)。在芯片IlA包括LD的一個實施方式中，發(fā)光點IlB具有小于LED或OLED的發(fā)光點IlB的點狀。在固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，如圖6A所不,發(fā)光點IlB的數(shù)量例如為一個。在固態(tài)發(fā)光器件11具有后文所述的整體結(jié)構(gòu)的一個實施方式中，發(fā)光點IlB的數(shù)量為兩個以上，并且這也適用于下面給出的描述。另一方面，在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，如圖6B和圖6C所示，發(fā)光點IlB的數(shù)量例如可等于芯片IlA的數(shù)量(注意，在如上所述的固態(tài)發(fā)光器件11具有整體結(jié)構(gòu)的一個實施方 式中，發(fā)光點IlB的數(shù)量大于芯片IlA的數(shù)量)。這里，在固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)等于發(fā)光點IlB的尺寸(PviXPhi)(固態(tài)發(fā)光器件11具有如上所述的整體結(jié)構(gòu)的實施方式除外)。另一方面，在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時，固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)等于該包圍的尺寸。當(dāng)多個芯片IlA在水平方向上的一條直線上配置時，在圖6B所示的實施方式中，光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于PvlX2Pm小于WvXWh。而且，當(dāng)多個芯片IlA在水平方向和垂直方向上以格子形式配置時，在圖6C所示的實施方式中，光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于2Pv1X2Ph1且小于Wv X WH。[光源10AU0B和IOC:當(dāng)芯片IlA為端面發(fā)光器件時] 圖3A和圖3B至圖6A和圖6B示出了芯片IIA為頂面發(fā)光器件的示例性實施方式?？蛇x地，可使用芯片IlA為如將后文描述的端面發(fā)光器件的構(gòu)造。參考圖7A和圖7B至圖12A、圖12B和圖12C，在該實施方式中的每個光源10AU0B和IOC例如可具有罐形構(gòu)造，其中，將包括一個或多個端面發(fā)光芯片IlA的固態(tài)發(fā)光器件11容納在由支座(stem) 13和帽部14包圍的內(nèi)部空間中。換句話說，這里，每個光源10AU0B和IOC為在其中容納固態(tài)發(fā)光器件11的封裝體。支座13與帽部14 一起構(gòu)成每個光源10A、IOB和IOC的封裝體。支座13例如可具有支撐輔助底座(submount) 15的支撐基板13A ;布置在支撐基板13A的背面上的外框架基板13B ;以及多個連接端子13C。輔助底座15可由具有導(dǎo)電和散熱特性的材料制成。支撐基板13A和外框架基板13B均具有這樣的構(gòu)造，在該結(jié)構(gòu)中，在具有導(dǎo)電和散熱特性的基板上形成一個或多個絕緣通孔和一個或多個導(dǎo)電通孔。支撐基板13A和外框架基板13B例如可具有圓板的形狀，并被堆疊為使得其未不出的中心軸彼此重疊。外框架基板13B的直徑大于支撐基板13A的直徑。外框架基板13B的外邊緣可形成從外框架基板13B在一平面內(nèi)(其中，外框架基板13B的中心軸線被定義為法線)的中心軸線徑向地向外凸出的環(huán)形凸緣。凸緣用來限定當(dāng)在制造過程中將帽部14插入并裝配在支撐基板13A中時的基準(zhǔn)位置。
多個連接端子13C至少穿透支撐基板13A。多個連接端子13C中的除了至少一個端子以外的端子(在下文中，為了方便起見，被稱作“端子a ”)逐個地電連接至各芯片IlA的未示出的電極。例如，端子a在外框架基板13B側(cè)明顯突出(較長)，并在支撐基板13A側(cè)稍微突出(較短)。多個連接端子13C中的除了端子a以外的端子(在下文中，為了方便起見，被稱作“端子P”)電連接至所有芯片IlA的未示出的其他電極。例如，端子@在外框架基板13B側(cè)明顯突出(較長)，并且端子3在支撐基材13A側(cè)的端邊緣可被嵌入在例如支撐基板13A等內(nèi)。每個連接端子13C在外框架基材13B側(cè)明顯突出(較長)的部分與例如將被插入基板等的部分相對應(yīng)。另一方面，多個連接端子13C在支撐基板13A側(cè)稍微突出(較短)的部分與通過電線16逐個地電連接至各芯片IlA的部分相對應(yīng)。多個連接端子13C嵌入在支撐基板13A中的部分與例如將通過支撐基板13A和輔助底座15與所有芯片IlA電連接的部分相對應(yīng)。端子a由設(shè)置在支撐基板13A和外框架基板13B中的絕緣通孔支撐，并通過該通孔與支撐基板13A和外框架基板13B絕緣和隔離。此外，每個端子a通過上述絕緣件而彼此絕緣和隔離。另一方面，端子3由設(shè)置在支撐基板13A和外框架基板13B中的導(dǎo)電通孔支撐，并與該通孔電連接。
帽部14用來密封固態(tài)發(fā)光器件11。帽部14例如可具有上端和下端均設(shè)置有開口的筒部14A。筒部14A的下端與支撐基板13A的側(cè)面相接觸，并且固態(tài)發(fā)光器件11位于筒部14A的內(nèi)部空間中。帽部14具有被設(shè)置為使得封擋筒部14A的上端上的開口的透光窗14B。透光窗14B被設(shè)置在面向固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射面的位置處，并且具有使從固態(tài)發(fā)光器件11輸出的光透過其中的功能。因此，在芯片IlA為端面發(fā)光器件的實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11也從光發(fā)射區(qū)域發(fā)光，光發(fā)射區(qū)域包括一個或多個點狀或非點狀的發(fā)光點。固態(tài)發(fā)光器件11可包括例如發(fā)射具有預(yù)定波長帶的光束的單個芯片UA?？蛇x地，固態(tài)發(fā)光器件11可包括例如發(fā)射具有相同波長帶或彼此具有不同的波長帶的光束的多個芯片11A。在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，例如，如圖7A和圖7B以及圖8A和圖8B所示，這些芯片IlA可在水平方向上的一條直線上配置?？蛇x地,例如,如圖IOA和圖IOB以及圖IlA和圖IlB所示，這些芯片IlA可在垂直方向上的一條直線上配置。包括在固態(tài)發(fā)光器件11中的芯片IlA的數(shù)量對于每個光源10A、10B和IOC來說可以是不同的，或者對于所有的光源10AU0B和IOC來說可以是相同的。在固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸(WvXWh)例如可等于如圖9B和圖12B所示的單個芯片IlA的尺寸(WviXWhi)。注意，在固態(tài)發(fā)光器件11具有如圖9C和圖12C所示的整體結(jié)構(gòu)的一個實施方式中使用下述構(gòu)造，并且這也適用于以下給出的描述。即，在圖9C所示的實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸(WvXWh)大于WV1X2WH1，并且，在圖12C所示的實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸(WvXWh)大于2WV1XWH1。另一方面,在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，如圖7B，圖8B，圖IOB和圖IIB所示，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸例如可等于當(dāng)將所有芯片IIA聚集成一個時的尺寸。當(dāng)多個芯片IlA在水平方向上的一條直線上配置時，在圖7B所示的實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸(WvXWh)大于WV1X3WH1，并且，在圖8B所示的實施方式中其大于WV1X2WH1。而且，當(dāng)多個芯片IlA在垂直方向上的一條直線上配置時，在圖IOB所示的實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸(WvXWh)大于3WvlXWm，并且，在圖IlB所示的實施方式中其大于2WvlXWm。芯片IlA例如可包括激光二極管(LD)。如上所述，光源10A、10B和IOC總體中的至少一個芯片IlA由LD構(gòu)成。除了之前描述的由LD構(gòu)成的芯片IlA以外的其他芯片IlA可由LED、OLED, LD和其他適當(dāng)?shù)陌l(fā)光器件的任何組合構(gòu)成。如圖7A和圖7B至圖15A 、圖15B和圖15C所示，芯片IlA例如可具有比芯片IlA的尺寸(WviXWhi)小的尺寸(PviXPm)的發(fā)光點11B。發(fā)光點IlB與當(dāng)將電流注入芯片IlA以驅(qū)動芯片IlA時從芯片IlA發(fā)射光的區(qū)域(光發(fā)射區(qū)域)相對應(yīng)。在芯片IlA包括LD的一個實施方式中，發(fā)光點IlB具有小于LED或OLED的發(fā)光點IlB的點狀。在固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，如圖9B和圖12B所示，發(fā)光點IlB的數(shù)量例如可以為一個。在固態(tài)發(fā)光器件11具有整體結(jié)構(gòu)的一個實施方式中，發(fā)光點IlB的數(shù)量為兩個以上(這里，為兩個發(fā)光點11B)，并且這也適用于以下給出的描述。另一方面，在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，發(fā)光點IlB的數(shù)量，例如可等于如圖7B、圖8B、圖IOB和圖IlB所示的芯片IlA的數(shù)量。這里，在固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)等于發(fā)光點IlB的尺寸(PviXPhi)。注意，在固態(tài)發(fā)光器件11具有如圖9C和圖12C所示的整體結(jié)構(gòu)的一個實施方式中使用下述構(gòu)造，并且這也適用于以下給出的描述。即，在圖9C所不的實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于PV1X2PH1小于WvXWho而且，在圖12C所示的實施方式中，固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于2PV1XPH1小于WvXWh。另一方面,在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時，固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)等于該包圍的尺寸。當(dāng)多個芯片IlA在水平方向上的一條直線上配置時，在圖7B所示的實施方式中，光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于PviX3Pm小于WvXWh，類似地，在圖8B所示的實施方式中，光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于Pv1X2Ph1小于WvXWh。而且，當(dāng)多個芯片IlA在垂直方向上的一條直線上配置時，在圖IOB所示的實施方式中，光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于3PV1XPhi小于WvX Wh，類似地，在圖IlB所示的實施方式中，光發(fā)射區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于2PvlXPm小于WvXWh。參考圖2A和圖2B，耦合透鏡20A例如可將從光源IOA發(fā)射的光轉(zhuǎn)變成基本上平行的光，并可轉(zhuǎn)換從光源IOA發(fā)射的光的傳播方向角度(0H，0V)以等于平行光的傳播方向角度，或使從光源IOA發(fā)射的光的傳播方向角度(0H，0V)接近平行光的傳播方向角度。耦合透鏡20A被設(shè)置在從光源IOA發(fā)射的光的傳播方向角度內(nèi)的光所入射的位置處。如圖2A和圖2B所示，耦合透鏡20B例如可將從光源IOB發(fā)射的光轉(zhuǎn)變成基本上平行的光，并可轉(zhuǎn)換從光源IOB發(fā)射的光的傳播方向角度(0H，0V)以等于平行光的傳播方向角度，或使從光源IOB發(fā)射的光的傳播方向角度(0H，0V)接近平行光的傳播方向角度。耦合透鏡20B被設(shè)置在從光源IOB發(fā)射的光的傳播方向角度內(nèi)的光所入射的位置處。如圖2A和圖2B所示，耦合透鏡20C例如可將從光源IOC發(fā)射的光轉(zhuǎn)變成基本上平行的光，并可轉(zhuǎn)換從光源IOC發(fā)射的光的傳播方向角度(9 H，0V)以等于平行光的傳播方向角度，或使從光源IOC發(fā)射的光的傳播方向角度(9 H，9 v)接近平行光的傳播方向角度。I禹合透鏡20C被設(shè)置在從光源IOC發(fā)射的光的傳播方向角度內(nèi)的光所入射的位置處。換句話說，耦合透鏡20A，20B和20C針對光源10AU0B和IOC而一個接一個地配置(即，針對封裝體而分別配置)。應(yīng)注意，每個耦合透鏡20A、20B和20C可包括單個透鏡，或者可包括多個透鏡。每個分色鏡30A和30B均可包括一個具有波長選擇特性的鏡。例如，該鏡通過沉積多層干涉膜來構(gòu)成。如圖2A和圖2B所示，分色鏡30A可使從鏡的背面入射的光(從光源IOA進(jìn)入的光)朝著鏡的前面?zhèn)鬏?，并且，例如，可使從鏡的前面入射的光(從光源IOB進(jìn)入的光)從鏡中反射。另一方面，如圖2A和圖2B所示，分色鏡30B可使從鏡的背面入射的光(從分色鏡30A進(jìn)入的每個光源IOA和IOB的光)朝著鏡的前面?zhèn)鬏?，并且，例如，可使從鏡的前面入射的光從鏡中反射(從光源IOC進(jìn)入的光)。因此，光路合成器件30使從光源10AU0B和IOC發(fā)射的每個單獨的光通量合成一個光通量。參考圖13A和圖13B，復(fù)眼透鏡40A和復(fù)眼透鏡40B均由以預(yù)定陣列狀態(tài)(在一個實施方式中，是具有五行和五列的矩陣的形式)配置的多個透鏡(例如單元)構(gòu)成。換句話說，每個復(fù)眼透鏡40A和40B中的單元沿著彼此直交(或正交)的水平方向(例如X軸方向或第一方向)和垂直方向(例如y軸方向或第二方向)的每個方向(陣列方向)配置。 包括在復(fù)眼透鏡40B中的多個單元42被布置為分別面向包括在復(fù)眼透鏡40A中的多個單元41。復(fù)眼透鏡40A (例如第一復(fù)眼透鏡)被布置在復(fù)眼透鏡40B的焦點位置處(或大體被布置在焦點位置中)，并且復(fù)眼透鏡40B (例如第二復(fù)眼透鏡)被布置在復(fù)眼透鏡40A的焦點位置處(或大體被布置在焦點位置中)。因此，積分器40使在復(fù)眼透鏡40A中劃分并形成的光通量聚焦在復(fù)眼透鏡40B在圖像側(cè)的的透鏡面附近的位置上，并在那里形成第二光源面(光源圖像)。該第二光源面位于與投影光學(xué)系統(tǒng)70的入射光瞳共軛的面的位置處。然而，并非一定使第二光源面嚴(yán)格地位于與投影光學(xué)系統(tǒng)70的入射光瞳共軛的面的位置處。第二光源面可位于可允許的設(shè)計范圍內(nèi)的位置處。而且，復(fù)眼透鏡40A和復(fù)眼透鏡40B可一體地形成(例如可能為一體化構(gòu)件)。通常，從每個光源10AU0B和IOC發(fā)射的光通量具有在垂直于其傳播方向的平面中不均勻的強度分布(例如，亮度分布)。因此，當(dāng)原樣地引導(dǎo)這些光通量使其到達(dá)照明區(qū)域60A時，照明區(qū)域60A(照射表面)中的照度分布(例如亮度分布)是不均勻的。然而，通過如上所述的積分器40將從光源10AU0B和IOC射出的每個光通量分成多個光通量并以重疊方式將由此劃分的多個光通量引導(dǎo)至照明區(qū)域60A，以使照明區(qū)域60A上的照度分布是均勻的(例如，使得能夠降低照度分布的不均勻性)。聚光透鏡50聚集來自多個光源(例如光源10AU0B和10C)并由積分器40產(chǎn)生的光通量，以重疊地照明該照明區(qū)域60A。空間調(diào)制器件60基于與每個光源10A、10B和IOC的波長分量相對應(yīng)的彩色圖像信號，二維地調(diào)制來自照明光學(xué)系統(tǒng)IA的光通量，從而生成圖像光。如圖2A和圖2B所示，在一個實施方式中，空間調(diào)制器件60可以為透射型器件，或可以例如由透射型液晶板構(gòu)成。[投影器I的詳細(xì)構(gòu)造]將描述根據(jù)第一實施方式的投影器I的詳細(xì)構(gòu)造。[第一部分]在第一實施方式中，光源10AU0B和IOC總體中的至少一個芯片IlA由LD(例如半導(dǎo)體激光器)構(gòu)成。因此，如圖14所示，從例如由LD構(gòu)成的芯片IlA的發(fā)光點IlB發(fā)射的激光束表現(xiàn)出例如遠(yuǎn)場圖案(FFP)較尖銳的亮度分布形狀。換句話說，如圖14中的PlO所表示的，激光束中的FFP的形狀是各向異性的(例如，在一個實施方式中為橢圓形)而不是圓形(例如各向同性)。此外，在第一實施方式中，例如，如圖15A和圖15B所示，復(fù)眼透鏡40A的入射面(光入射面)中的入射光的亮度分布“Lind”的形狀(亮度分布形狀)的長軸方向與復(fù)眼透鏡40A中的各個單元41的陣列方向不同。更具體地，入射光中的亮度分布“Lind”的長軸方向和短軸方向與各個單元41的陣列方向(例如水平方向(X軸方向))和垂直方向(y軸方向)不同。換而言之，如圖15A和圖15B所不,亮度分布“Lind”中的長軸方向和各個單元41的陣列方向(例如，這里是陣列方向的X軸方向)彼此不重合，并相對于彼此形成預(yù)定角度9 (諸如傾斜角和旋轉(zhuǎn)角)。如將在后面詳細(xì)描述的，這由此使得更容易降低積分器40中的入射光的亮度不均勻性。而且，優(yōu)選地，角度0是復(fù)眼透鏡40A整體上的水平方向上的長度(節(jié)距)與垂直方向上的單元的尺寸hFEUV基本上重合(或優(yōu)選地重合)的角度。即，角度9滿足下述關(guān)系式是優(yōu)選的。一個原因是，這由此使得更容易降低積分器40 中的入射光的亮度不均勻性，如將在后面詳細(xì)描述的。注意，以上參考圖15A和圖15B等描述的入射光的亮度分布“Lind”的形狀(亮度分布形狀)指的是表現(xiàn)出預(yù)定強度值(亮度值)的等高線(等亮度線)，如將在后面參考圖21A和圖21B詳細(xì)描述的，其也適用于以下給出的描述。0 = tarT1 [hFELlv/ (hFEL1H X nH)]其中hFEL1H :復(fù)眼透鏡40A中的單個單元41在第一方向上的尺寸。hFELlv :復(fù)眼透鏡40A中的單個單元41在第二方向上的尺寸。nH :復(fù)眼透鏡40A中沿著第一方向的單元41的數(shù)量。在一個實施方式中，亮度分布“Lind”的長軸方向和上述各個單元41的陣列方向之間的傾斜配置(旋轉(zhuǎn)配置)可通過例如光源10AU0B和IOC的傾斜配置(旋轉(zhuǎn)配置)來實現(xiàn)。換句話說，在一個實施方式中，可通過旋轉(zhuǎn)由LD構(gòu)成的芯片IlA本身、通過旋轉(zhuǎn)例如固態(tài)發(fā)光器件11 (包括由LD構(gòu)成的芯片11A)和光源10AU0B和10C，來實現(xiàn)亮度分布“Lind”的長軸方向和上述各個單元41的陣列方向之間的傾斜(旋轉(zhuǎn))。更具體地，在這些情況中，由LD構(gòu)成的芯片IlA被配置為使其傾斜或旋轉(zhuǎn)，以使從由LD構(gòu)成的芯片IlA的發(fā)光點IlB發(fā)射的激光束中的FFP的長軸方向(和短軸方向)與復(fù)眼透鏡40A的水平方向和垂直方向(例如第一方向和第二方向)不同。然而，這并不是限制性的，照明光學(xué)系統(tǒng)IA中的其他光學(xué)構(gòu)件(諸如耦合透鏡20A、20B和20C以及分色鏡30A和30B)也可被傾斜或旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)亮度分布“Lind”的長軸方向和各個單元41的陣列方向之間的傾斜配置(旋轉(zhuǎn)配置)。[第二部分]此外，在第一實施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)在光源10AU0B和IOC的至少一個光源(第一光源)中由LD構(gòu)成的芯片IlA中設(shè)置多個發(fā)光點IlB時，使用如下所述的構(gòu)造。SP，首先，優(yōu)選的是，從各個發(fā)光點IlB發(fā)射的光束中的FFP的每個短軸方向與和上述光學(xué)構(gòu)件(例如，這里為積分器40)的光軸(這里是在z軸方向上)直交(或正交)的平面(例如，這里是在x-y平面中)中的短軸方向(例如，這里是在y軸方向上)基本上一致(或優(yōu)選地一致)。換句話說，優(yōu)選的是，在上述第一光源中，從各個發(fā)光點IlB發(fā)射的光束中的FFP的每個短軸方向與投影器I的外部形狀(例如可以為矩形形狀的殼體)的短軸方向基本上一致(或優(yōu)選地一致)。而且，在上述第一光源為發(fā)射具有兩個或多個彼此不同波長帶的光束的光源的一個實施方式中，優(yōu)選的是，從各個發(fā)光點IlB發(fā)射的光束中的FFP的每個長軸方向在所述的兩個或多個波長帶之間彼此基本上一致(或優(yōu)選地一致)。更具體地，在圖17A所示的一個實施方式中，在上述第一光源中設(shè)置有均包括LD的兩個芯片11A-1和11A-2，并由此設(shè)置有均包括活性層110的發(fā)光點(近場圖案NFP)llB-l和llB-2。另一方面，在圖17B所示的一個實施方式中(前述整體結(jié)構(gòu)的實施方式)，在上述第一光源中設(shè)置有一個包括LD的芯片11A,并在芯片IlA中設(shè)置有兩個發(fā)光點IIB-I和11B-2。此外，發(fā)光點IIB-I和11B-2在這里發(fā)射具有相同波長帶或彼此具有兩個不同的兩個波長帶的光束。在此情況中，從各個發(fā)光點11B-1和11B-2發(fā) 射的光束中的FFP(在圖17A中由Pll和P12表示)的每個短軸方向(例如，這里是在y軸方向上)與和積分器40的光軸直交(或正交)的平面中的短軸方向(例如，這里是在y軸方向上)基本上一致(或優(yōu)選地一致)。而且，從各個發(fā)光點IIB-I和11B-2發(fā)射的光束中的FFP的每個長軸方向(例如，這里是在X軸方向上)在這些發(fā)光點11B-1和11B-2之間彼此基本上一致(或優(yōu)選地一致)。[第三部分]此外，在第一實施方式中，優(yōu)選的是，耦合透鏡20A、20B和20C的焦距以及復(fù)眼透鏡40A和40B的焦距被設(shè)定為使由復(fù)眼透鏡40A的各個單元41形成在復(fù)眼透鏡40B上的每個光源圖像S的尺寸不超過復(fù)眼透鏡40B中的單個單元42的尺寸，這可由以下表達(dá)式(I)至(3)表示。而且，表達(dá)式(I)至(3)以如圖18所示的那樣被示意性地描述。圖18示出了復(fù)眼透鏡40A和40B中的每個單元具有除了 1( 一)以外的橫向-垂直長度比(縱橫比)的一個實施方式。下面將參考圖18詳細(xì)地進(jìn)行描述。Ii1 = P1X (fFEL/fCL1) ( hFEL2 (I)h2 = P2 X (fFEL/fCL2) ^ hFEL2 (2)h3 = P3X (fFEL/fCL3) ^ hFEL2 (3)其中Ii1 :由光源IOA的光形成的光源圖像S (光源圖像S1)的尺寸。h2:由光源IOB的光形成的光源圖像S (光源圖像S2)的尺寸。h3:由光源IOC的光形成的光源圖像S (光源圖像S3)的尺寸。P1 :包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸。P2 :包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸。P3 :包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸。fFEL 復(fù)眼透鏡40A和40B的焦距。fCL1 :耦合透鏡20A的焦距。fCL2 :耦合透鏡20B的焦距。fCL3 :耦合透鏡20C的焦距。hFEL2 :復(fù)眼透鏡40B的單個單元42的尺寸。在包括于光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，Pi等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB的尺寸。同樣地,在包括于光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，P2等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB的尺寸，并且，在包括于光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11包括一個芯片IlA的一個實施方式中,P3等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB的尺寸。而且，在包括于光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，P1等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時的該包圍的尺寸。同樣地，在包括于光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中,P2等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時的包圍的尺寸，并且，在包括于光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，P3等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時的包圍的尺寸。此外，在耦合透鏡20A包括多個透鏡的一個實施方式中，feu為每個透鏡的合成焦距。同樣地，在耦合透鏡20B包括多個透鏡的一個實施方式中，fCL2為每個透鏡的合成焦距，并且，在耦合透鏡20C包括多個透鏡的一個實施方式中，fCL3為每個透鏡的合成焦距。以下表達(dá)式(4)至(6)是與上述表達(dá)式(I)至(3)大致等價的表達(dá)式。當(dāng)固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域的尺寸與固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸大致相同時，這些表達(dá)式(4)至 (6)是尤其有用的。Ii1 = W1X (fFEL/fCL1) ( hFEL2 (4)h2 = W2 X (fFEL/fCL2) ^ hFEL2 (5)h3 = W3X (fFEL/fCL3) ^ hFEL2 (6)其中W1 :包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸。W2 :包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸。W3 :包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11的尺寸。在固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中,W等于該芯片IlA的尺寸。在固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，當(dāng)將所有的芯片IlA認(rèn)為是一個芯片時，W等于這個芯片的尺寸。在第一實施方式中，當(dāng)復(fù)眼透鏡40A和40B中的每個單元41和42具有除了如圖13A和圖13B所示的1( 一)以外的橫向-垂直長度比(縱橫比)時，優(yōu)選的是，耦合透鏡20A、20B和20C的焦距以及復(fù)眼透鏡40A和40B的焦距滿足以下六個關(guān)系式(7)至(12)。進(jìn)一步優(yōu)選地，耦合透鏡20A、20B和20C中的垂直焦距和水平焦距的比(變形比)(faiH/fcuv，fcL2H/fcL2V fcL3H/fcL3v)分別與復(fù)眼透鏡40B中的每個單元42的尺寸的縱橫比的倒數(shù)(h_/hFEL2H)相等，并且，照明光學(xué)系統(tǒng)IA為變形(anamorphic)光學(xué)系統(tǒng)。在復(fù)眼透鏡40B中的每個單元42具有在第一方向(例如水平方向)上延長的形狀的一個實施方式中，焦距faiv、fCL2v和fa3V長于焦距fam、fCL2H和4m的那些透鏡被用作耦合透鏡20A、20B和20C。以下表達(dá)式(7)至(12)可如圖18所示的那樣示意性地進(jìn)行描述。h1H — PihX (fFELH/fCL1H) ^ hFEL2H (7)h2H — P2hX (fFELH/fcL2H) ^ hFEL2H (8)h3H — P3hX (fFELH/fcL3H) ^ hFEL2H (9)hlv — PivX (fpELv/fcuv) ^ hFEL2V (10)h2v — P2V ^ (fFELv/fcL2V) ^ hFEL2V (11)h3V — P3vX (fpELv/fcL3v) ^ hFEL2V (12)
其中h1H :由光源IOA的光形成的光源圖像S(光源圖像S1)在第一方向(例如，水平方向)上的尺寸。h2H :由光源IOB的光形成的光源圖像S(光源圖像S2)在第一方向(例如，水平方向)上的尺寸。h3H :由光源IOC的光形成的光源圖像S(光源圖像S3)在第一方向(例如，水平方向)上的尺寸。hlv :由光源IOA的光形成的光源圖像S (光源圖像S1)在與第一方向正交的第二方向(例如，垂直方向)上的尺寸。 h2V :由光源IOB的光形成的光源圖像S (光源圖像S2)在與第一方向正交的第二方向(例如，垂直方向)上的尺寸。h3V 由光源IOC的光形成的光源圖像S (光源圖像S3)在與第一方向正交的第二方向(例如，垂直方向)上的尺寸。Pih :包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。P2h :包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。P3h :包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。Piv :包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。P2v :包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。P3v :包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11的光發(fā)射區(qū)域在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。fFELH :復(fù)眼透鏡40A和40B在第一方向上的焦距。fFELV :復(fù)眼透鏡40A和40B在第二方向上的焦距。fCL1H :耦合透鏡20A在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的焦距。fCL2H :耦合透鏡20B在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的焦距。fCL3H :耦合透鏡20C在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的焦距。fCLlv :耦合透鏡20A在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的焦距。fCL2V :耦合透鏡20B在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的焦距。fCL3V :耦合透鏡20C在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的焦距。hFEL2H :復(fù)眼透鏡40B的單個單元42在第一方向上的尺寸。hFEL2V :復(fù)眼透鏡40B的單個單元42在第二方向上的尺寸。如本文所使用的，當(dāng)將光源10AU0B和IOC以及耦合透鏡20A、20B和20C配置在積分器40的光軸上時，用語“在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上”指的是第一方向。而且，當(dāng)將光源10AU0B和IOC以及耦合透鏡20A、20B和20C配置在偏離積分器40的光軸的光路上時，用語“在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上”指的是相對于配置在從光源10A、10B和IOC到積分器40的光路上的光學(xué)器件的布局而與第一方向相對應(yīng)的方向。此外，如本文所使用的，當(dāng)將光源10AU0B和IOC以及耦合透鏡20A、20B和20C配置在積分器40的光軸上時，用語“在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上”指的是第二方向。而且，當(dāng)將光源10AU0B和IOC以及耦合透鏡20A、20B和20C布置在偏離積分器40的光軸的光路上時，用語“在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上”指的是相對于配置在從光源10AU0B和IOC到積分器40的光路上的光學(xué)器件的布局而與第二方向相對應(yīng)的方向。在包括于光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，Pih等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。同樣地，在包括于光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，P2h等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的尺寸，并且,在包括于光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，P3h等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。而且，在包括于 光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，Pih等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的包圍的尺寸。同樣地，在包括于光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，P2h等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片UA的發(fā)光點IlB時該包圍在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的尺寸，并且，在包括于光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，P3h等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時該包圍在第一方向上或在與第一方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。另一方面，在包括于光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，Piv等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。同樣地，在包括于光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，Pot等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的尺寸，并且，在包括于光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11包括單個芯片IlA的一個實施方式中，P3v等于該芯片IlA的發(fā)光點IlB在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。而且，在包括于光源IOA中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，Piv等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時該包圍在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。同樣地，在包括于光源IOB中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，P2v等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片IlA的發(fā)光點IlB時該包圍在第二方向上或在與第二方向相應(yīng)的方向上的尺寸，并且，在包括于光源IOC中的固態(tài)發(fā)光器件11包括多個芯片IlA的一個實施方式中，P3v等于當(dāng)用最小面積包圍所有芯片UA的發(fā)光點IlB時該包圍在第二方向上或在與第二方向相對應(yīng)的方向上的尺寸。而且，在第一實施方式中，當(dāng)復(fù)眼透鏡40A和40B中的單元41和42均具有除了1( 一)以外的縱橫比時，優(yōu)選的是，復(fù)眼透鏡40A的每個單元41的尺寸的縱橫比和照明區(qū)域60A的縱橫比滿足下面的關(guān)系式(13)。這里，照明區(qū)域60A(見圖19)的縱橫比H/V與空間調(diào)制器件60的分辨率具有相關(guān)性。例如，當(dāng)空間調(diào)制器件60的分辨率基于VGA ￠40 X 480)時，縱橫比為640/480，并且當(dāng)空間調(diào)制器件60的分辨率基于WVGA (800 X 480)時，縱橫比為800/480。hFEL1H/hFELlv — H/V (13)其中hFEL1H :復(fù)眼透鏡40A的單個單元在第一方向上的尺寸。hFELlv :復(fù)眼透鏡40A的單個單元在第二方向上的尺寸。H :照明區(qū)域60A在第一方向上的尺寸。V :照明區(qū)域60A在第二方向上的尺寸。 [第四部分]另外，在第一實施方式中，優(yōu)選的是，耦合透鏡20A、20B和20C的焦距和數(shù)值孔徑被設(shè)定為使在耦合透鏡20A、20B和20C上入射的光束的尺寸(光束尺寸)不超過耦合透鏡20A、20B和20C的尺寸，這可由以下表達(dá)式(14)至(16)表示。
CpCLI = 2 X fCLi x NA1 < hCLi(14)
CPCL2 = 2 X fcL2 X NA2 < hcL2( I 5 )
9cL3 = 2 X fcL3 X NA3 < hcL3(16 )其中CpCLl:在耦合透鏡20A上入射的光的光束尺寸。CpCL2:在耦合透鏡20B上入射的光的光束尺寸。CpCL3:在耦合透鏡20C上入射的光的光束尺寸。NA1 :耦合透鏡20A的數(shù)值孔徑。NA2 :耦合透鏡20B的數(shù)值孔徑。NA3 :耦合透鏡20C的數(shù)值孔徑。hCL1 :耦合透鏡20A的尺寸。 hCL2 :耦合透鏡20B的尺寸。hCL3 :耦合透鏡20C的尺寸。在第一實施方式中，當(dāng)耦合透鏡20A、20B和20C的每一個均具有除了 I ( 一)以外的橫向-垂直長度比(縱橫比)時，優(yōu)選的是，耦合透鏡20A、20B和20C的焦距和數(shù)值孔徑滿足以下關(guān)系式(17)至(22)。
cPclih=2 X fCL1H X NA1HShCL1H …(17)
9CL2H = 2 X fcL2H X NA2H < hCL2H …(18)
9CL3H = 2 X fcL3H X NA3h < hCL3H …(19)
CpCLiv= 2 X fCLlv X NAiv < hcLiv -" (20)
權(quán)利要求
1.一種照明單元，包括 一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件； 光學(xué)構(gòu)件，使得從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及 光學(xué)器件， 所述固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片， 其中 所述一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管， 所述光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自所述固態(tài)發(fā)光器件的光入射在所述第一復(fù)眼透鏡上，來自所述第一復(fù)眼透鏡的光入射在所述第二復(fù)眼透鏡上，所述積分器使被從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及 所述光學(xué)器件被設(shè)置在所述第一復(fù)眼透鏡與包括一個或多個由所述激光二極管構(gòu)成的芯片的所述一個或多個光源之間的光路上，并且使所述第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的亮度分布形狀沿著所述亮度分布形狀的短軸方向擴(kuò)展。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明單元，其中 所述第一復(fù)眼透鏡和所述第二復(fù)眼透鏡均包括多個單元， 所述第一復(fù)眼透鏡中的單元沿著彼此直交的第一方向和第二方向被配置，以及 所述光學(xué)器件包括所述第一方向上的焦距大于所述第二方向上的焦距的變形透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明單元，還包括設(shè)置在所述第一復(fù)眼透鏡與包括一個或多個由所述激光二極管構(gòu)成的芯片的所述一個或多個光源之間的光路上的光路分支器件，所述光路分支器件將所述入射光的光路沿著所述入射光的所述亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明單元，其中，所述光路分支器件包括衍射器件、半反射鏡或棱鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明單元，其中 所述第一復(fù)眼透鏡大體被布置在所述第二復(fù)眼透鏡的焦點位置中，并且 所述第二復(fù)眼透鏡大體被布置在所述第一復(fù)眼透鏡的焦點位置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明單元，其中，所述光學(xué)構(gòu)件包括 一個或多個傳播方向角度變換器件，均變換從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光的傳播方向角度；以及 所述積分器，使被已通過所述一個或多個傳播方向角度變換器件的光照明的所述預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明單元，其中，所述一個或多個光源以內(nèi)置所述固態(tài)發(fā)光器件的封裝體的方式形成，或以將所述固態(tài)發(fā)光器件安裝在基材上的封裝體的方式形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明單元， 所述第一復(fù)眼透鏡和所述第二復(fù)眼透鏡均包括多個單元， 所述第一復(fù)眼透鏡中的單元沿著彼此直交的第一方向和第二方向被配置，以及 在所述固態(tài)發(fā)光器件包括多個芯片的情況下，所述多個芯片在所述第一方向上以線形配置，或在所述第一方向和所述第二方向上以格子形式配置。
9.一種照明單元，包括 一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件； 光學(xué)構(gòu)件，使得從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及 光路分支器件， 所述固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片， 其中 所述一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管， 所述光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自所述固態(tài)發(fā)光器件的光入射在所述第一復(fù)眼透鏡上，來自所述第一復(fù)眼透鏡的光入射在所述第二復(fù)眼透鏡上，所述積分器使被從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及 所述光路分支器件被設(shè)置在所述第一復(fù)眼透鏡與包括一個或多個由所述激光二極管構(gòu)成的芯片的所述一個或多個光源之間的光路上，所述光路分支器件將所述第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的光路沿著所述入射光的亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明單元，其中，所述光路分支器件包括衍射器件、半反射鏡或棱鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明單元，其中 所述第一復(fù)眼透鏡大體被布置在所述第二復(fù)眼透鏡的焦點位置中，以及 所述第二復(fù)眼透鏡大體被布置在所述第一復(fù)眼透鏡的焦點位置中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明單元，其中，所述光學(xué)構(gòu)件包括 一個或多個傳播方向角度變換器件，均變換從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光的傳播方向角度；以及 所述積分器，使被已通過所述一個或多個傳播方向角度變換器件的光照明的所述預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明單元，其中，所述一個或多個光源以內(nèi)置所述固態(tài)發(fā)光器件的封裝體的方式形成，或以將所述固態(tài)發(fā)光器件安裝在基材上的封裝體的方式形成。
14.一種投射型顯示單元，包括 照明光學(xué)系統(tǒng)； 空間調(diào)制器件，基于所輸入的圖像信號調(diào)制來自所述照明光學(xué)系統(tǒng)的光，從而生成圖像光；以及 投影光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述空間調(diào)制器件生成的所述圖像光， 所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括 一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件； 光學(xué)構(gòu)件，使得從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及 光學(xué)器件， 所述固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片，其中 所述一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管， 所述光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自所述固態(tài)發(fā)光器件的光入射在所述第一復(fù)眼透鏡上，來自所述第一復(fù)眼透鏡的光入射在所述第二復(fù)眼透鏡上，所述積分器使被從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及 所述光學(xué)器件被設(shè)置在所述第一復(fù)眼透鏡與包括一個或多個由所述激光二極管構(gòu)成的芯片的所述一個或多個光源之間的光路上，并且使所述第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的亮度分布形狀沿著所述亮度分布形狀的短軸方向擴(kuò)展。
15.一種投射型顯示單元，包括 照明光學(xué)系統(tǒng)； 空間調(diào)制器件，基于所輸入的圖像信號調(diào)制來自所述照明光學(xué)系統(tǒng)的光，從而生成圖像光；以及 投影光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述空間調(diào)制器件生成的所述圖像光， 所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括 一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件； 光學(xué)構(gòu)件，使得從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及 光路分支器件， 所述固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片， 其中 所述一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管， 所述光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自所述固態(tài)發(fā)光器件的光入射在所述第一復(fù)眼透鏡上，來自所述第一復(fù)眼透鏡的光入射在所述第二復(fù)眼透鏡上，所述積分器使被從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及 所述光路分支器件被設(shè)置在所述第一復(fù)眼透鏡與包括一個或多個由所述激光二極管構(gòu)成的芯片的所述一個或多個光源之間的光路上，所述光路分支器件將所述第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的光路沿著所述入射光的亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路。
16.一種直視型顯示單元，包括 照明光學(xué)系統(tǒng)； 空間調(diào)制器件，基于所輸入的圖像信號調(diào)制來自所述照明光學(xué)系統(tǒng)的光，從而生成圖像光； 投影光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述空間調(diào)制器件生成的所述圖像光；以及 透射型屏幕，在其上顯示從所述投影光學(xué)系統(tǒng)投射的所述圖像光， 所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括 一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件； 光學(xué)構(gòu)件，使得從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及光學(xué)器件， 所述固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片， 其中 所述一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管， 所述光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自所述固態(tài)發(fā)光器件的光入射在所述第一復(fù)眼透鏡上，來自所述第一復(fù)眼透鏡的光入射在所述第二復(fù)眼透鏡上，所述積分器使被從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及 所述光學(xué)器件被設(shè)置在所述第一復(fù)眼透鏡與包括一個或多個由所述激光二極管構(gòu)成的芯片的所述一個或多個光源之間的光路上，并且使所述第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的亮度分布形狀沿著所述亮度分布形狀的短軸方向擴(kuò)展。
17.一種直視型顯示單元，包括 照明光學(xué)系統(tǒng)； 空間調(diào)制器件，基于所輸入的圖像信號調(diào)制來自所述照明光學(xué)系統(tǒng)的光，從而生成圖像光； 投影光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述空間調(diào)制器件產(chǎn)生的所述圖像光；以及 透射型屏幕，在其上顯示從所述投影光學(xué)系統(tǒng)投射的所述圖像光， 所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括 一個或多個光源，均包括被構(gòu)造為從具有一個或多個發(fā)光點的光發(fā)射區(qū)域發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光器件； 光學(xué)構(gòu)件，使得從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光從中通過并從中射出；以及 光學(xué)器件， 所述固態(tài)發(fā)光器件包括均發(fā)射光的單個芯片或多個芯片， 其中 所述一個或多個光源總體中的一個或多個芯片為激光二極管， 所述光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自所述固態(tài)發(fā)光器件的光入射在所述第一復(fù)眼透鏡上，來自所述第一復(fù)眼透鏡的光入射在所述第二復(fù)眼透鏡上，所述積分器使被從所述固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，以及 所述光路分支器件被設(shè)置在所述第一復(fù)眼透鏡與包括一個或多個由所述激光二極管構(gòu)成的芯片的所述一個或多個光源之間的光路上，所述光路分支器件將所述第一復(fù)眼透鏡的入射面上的入射光的光路沿著所述入射光的亮度分布形狀的短軸方向分成多個光路。
全文摘要
本發(fā)明公開了照明單元、投射型顯示單元以及直視型顯示單元。該照明單元包括一個或多個光源，光學(xué)構(gòu)件和光學(xué)器件。光學(xué)構(gòu)件包括具有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的積分器，來自固態(tài)發(fā)光器件的光入射在第一復(fù)眼透鏡上，來自第一復(fù)眼透鏡的光入射在第二復(fù)眼透鏡上。積分器使被從固態(tài)發(fā)光器件入射的光照明的預(yù)定照明區(qū)域中的光的照度分布均勻化，光學(xué)器件設(shè)置于第一復(fù)眼透鏡和包括一個或多個由激光二極管構(gòu)成的芯片的一個或多個光源之間的光路上，光學(xué)器件使入射光在第一復(fù)眼透鏡的入射面上的亮度分布形狀沿著亮度分布形狀的短軸方向擴(kuò)展。
文檔編號F21V13/00GK102707553SQ20121007643
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者三浦幸治 申請人:索尼公司