專利名稱：投影型顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用多個光源燈的投影型顯示裝置。
背景技術(shù)：
為了實現(xiàn)利用投影型顯示裝置顯示的影像的大畫面化和高亮度化，提出了包括具有多個光源燈的多燈式光源裝置的投影型顯示裝置。例如，專利文獻(xiàn)1(日本特開 2001-359025號公報的第0013 0018段，圖1)提出了一種投影型顯示裝置用的光源裝置，使用配置在光源燈的會聚點附近的棱鏡，將來自相互相對配置的兩個光源燈的光束進(jìn)行合成。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-359025號公報但是，在專利文獻(xiàn)1記述的裝置中，由于將兩個光源燈隔著棱鏡相對配置，因此存在光源燈的損耗光中到達(dá)相對的光源燈的發(fā)光部的光的比率提高、光利用效率低的問題、 以及光源燈的壽命由于隨著損耗光的入射而導(dǎo)致的光源燈的溫度上升而縮短的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其目的在于，提供一種具有光利用效率高、壽命長的光源裝置的投影型顯示裝置。本發(fā)明的投影型顯示裝置的特征在于，其具有第1光源單元，其射出第1光束； 第2光源單元，其以大致面對所述第1光源單元的方式配置，并射出第2光束；光強度均勻化單元，其具有入射端和出射端，將入射到所述入射端的光束轉(zhuǎn)換為強度分布均勻化后的光束，而從所述出射端出射；第1彎折單元，其使從所述第1光源單元射出的所述第1光束朝向所述入射端；第2彎折單元，其使從所述第2光源單元射出的所述第2光束朝向所述入射端；圖像顯示元件，其對從所述光強度均勻化單元的所述出射端出射的光束進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)換為圖像光；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，其將所述圖像光投影在屏幕上，所述第1光源單元、所述第2光源單元、所述第1彎折單元以及所述第2彎折單元配置為，使所述第1光源單元的第 1光軸與所述第2光源單元的第2光軸不一致，使從所述第1彎折單元到所述入射端的第1 距離與從所述第2彎折單元到所述入射端的第2距離不同。在本發(fā)明中，將各個構(gòu)成要素配置成為，使第1光源單元的第1光軸與第2光源單元的第2光軸不一致，使從第1彎折單元到光強度均勻化單元的入射端的第1距離與從第2 彎折單元到光強度均勻化單元的入射端的第2距離不同，因此能夠減少從第1光源單元朝向第2光源單元的損耗光、以及從第2光源單元朝向第1光源單元的損耗光，提高光利用效率。并且，根據(jù)本發(fā)明，損耗光的影響減小，因而具有能夠延長第1光源單元及第2光源單元的壽命的效果。


圖1是簡要表示本發(fā)明的實施方式1的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2(a)是簡要表示比較例中在光強度均勻化元件的入射端的光束分布的圖，圖 2(b)是簡要表示實施方式1中在光強度均勻化元件的入射端的光束分布的圖，圖2 (c)是簡要表示實施方式1中在光強度均勻化元件的入射端的光束分布的另一例的圖。圖3是簡要表示比較例的彎折鏡的配置的圖。圖4是表示實施方式1的投影型顯示裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示計算來自第1光源燈的第1光束的中心光線的偏心量及來自第2光源燈的第2光束的中心光線的偏心量、與光利用效率之間的關(guān)系時的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖6是表示計算來自第1光源燈的第1光束的中心光線的偏心量及來自第2光源燈的第2光束的中心光線的偏心量、與光利用效率之間的關(guān)系的結(jié)果的圖。圖7是表示計算第1光源燈的第1光軸與第2光源燈的第2光軸的偏心量、與光利用效率之間的關(guān)系時的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖8是表示偏置量與光利用效率之間的關(guān)系、以及偏置量與損耗光之間的關(guān)系的圖。圖9是簡要表示本發(fā)明的實施方式2的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是簡要表示本發(fā)明的實施方式3的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖11是簡要表示本發(fā)明的實施方式4的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖12是簡要表示本發(fā)明的實施方式5的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖13是簡要表示本發(fā)明的實施方式6的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖14是表示遮光板的長度與光利用效率之間的關(guān)系、以及遮光板的長度與損耗光之間的關(guān)系的圖。
具體實施例方式實施方式1圖1是簡要表示本發(fā)明的實施方式1的投影型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示， 實施方式1的投影型顯示裝置具有光源裝置10，其射出強度被均勻化后的光束；圖像顯示元件(光閥)61，其根據(jù)輸入影像信號對從光源裝置10射出的光束L3進(jìn)行調(diào)制，而轉(zhuǎn)換為圖像光L4 ；以及投影光學(xué)系統(tǒng)62，其將圖像光L4放大投影到屏幕63上。圖1示出了反射型圖像顯示元件61，但圖像顯示元件61也可以是透射型圖像顯示元件。圖像顯示元件61 例如是液晶光閥、數(shù)字微鏡裝置(DMD =Digital Micromirror Device)等。在背面投射型投影型顯示裝置的情況下，屏幕63是投影型顯示裝置的一部分。并且，光源裝置10、圖像顯示元件61、投影光學(xué)系統(tǒng)62及屏幕63的配置不限于圖示的示例。光源裝置10具有作為第1光源單元的第1光源燈11，其射出第1光束Ll ；作為第2光源單元的第2光源燈12，其以大致面對第1光源燈11的方式配置，并射出第2光束 L2 ；作為光強度均勻化單元的光強度均勻化元件15，其將入射到入射端15a的光束轉(zhuǎn)換為強度分布均勻化的光束，并從出射端15b出射；作為第1彎折單元的第1彎折鏡13，其使從第1光源燈11射出的第1光束Ll朝向入射端15a ；以及作為第2彎折單元的第2彎折鏡 14，其使從第2光源燈12射出的第2光束L2朝向入射端15a。在實施方式1中，從第1光源燈11射出的第1光束Ll以及從第2光源燈12射出的第2光束L2是會聚光束。將第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎折鏡13、第2彎折鏡14以及光強度均勻化元件15配置為，使第1光源燈11的第1光軸Ilc與第2光源燈12的第2光軸12c不一致，且使從第1彎折鏡13到入射端15a的第1距離與從第2彎折鏡14 到入射端15a的第2距離不同(使距離相差后面敘述的偏置量OS)。圖1示出了從第1彎折鏡13到入射端15a的第1距離比從第2彎折鏡14到入射端15a的第2距離短的情況。 并且，在圖1中示出了將第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎折鏡13、第2彎折鏡14以及光強度均勻化元件15配置為，使第1光源燈11的第1光軸Ilc與光強度均勻化元件15 的光軸15c所成的角度為90度，使第2光源燈12的第2光軸12c與光強度均勻化單元15 的光軸15c形成的角度為90度。第1光源燈11例如由射出白色光的發(fā)光體11a、和在該發(fā)光體Ila周圍設(shè)置的橢圓面鏡lib構(gòu)成。橢圓面鏡lib對從與橢圓的第1中心對應(yīng)的第1焦點出射的光束進(jìn)行反射，并使其會聚在與橢圓的第2中心對應(yīng)的第2焦點。發(fā)光體Ila被配置在橢圓面鏡lib的第1焦點附近，從該發(fā)光體Ila射出的光束會聚在橢圓面鏡lib的第2焦點附近。并且，第 2光源燈12例如由出射白色光的發(fā)光體12a、和在該發(fā)光體12a周圍設(shè)置的橢圓面鏡12b 構(gòu)成。橢圓面鏡12b對從與橢圓的第1中心對應(yīng)的第1焦點出射的光束進(jìn)行反射，并使其會聚在與橢圓的第2中心對應(yīng)的第2焦點。發(fā)光體12a被配置在橢圓面鏡12b的第1焦點附近，從該發(fā)光體12a射出的光束會聚在橢圓面鏡12b的第2焦點附近。另外，也可以使用拋物面鏡取代橢圓面鏡lib和12b。在這種情況下，在使從發(fā)光體Ila及12a射出的光束由拋物面鏡大致平行化后，由會聚透鏡(未圖示)會聚。另外，也可以使用拋物面鏡之外的凹面鏡取代橢圓面鏡lib和12b。另外，光源燈的數(shù)量也能夠設(shè)為3臺以上。并且，在實施方式1的投影型顯示裝置中，將第1光源燈11、第2光源燈12、第1 彎折鏡13、第2彎折鏡14以及光強度均勻化元件15配置為，使第1光束Ll的第1會聚點 Fl相比于第1彎折鏡13位于光強度均勻化元件15側(cè)，使第2光束L2的第2會聚點F2相比于第2彎折鏡14位于光強度均勻化元件15側(cè)。被橢圓面鏡lib會聚的第1光束Ll再被第1彎折鏡13會聚在光強度均勻化元件15的入射端15a附近。被橢圓面鏡12b會聚的第2光束L2再被第2彎折鏡14會聚在光強度均勻化元件15的入射端15a附近。并且，在實施方式1的投影型顯示裝置中，第1光束Ll的中心光線(在實施方式1中與光軸15c平行)入射到入射端15a的第1入射位置、與第2光束L2的中心光線(在實施方式1中與光軸15c平行)入射到入射端15a的第2入射位置是相互不同的位置，而且是偏離光強度均勻化元件15的光軸15c的位置(后面敘述的偏離了偏心量dl、d2的位置)。光強度均勻化元件15具有以下功能使由第1彎折鏡13引導(dǎo)的第1光束Ll以及由第2彎折鏡14引導(dǎo)的第2光束L2在該光束截面內(nèi)(即，與光強度均勻化元件15的光軸 15c正交的平面內(nèi))的光強度均勻化(即，降低照度不均)。光強度均勻化元件15通常利用玻璃或者樹脂等透明材料制成，有的構(gòu)成為側(cè)壁內(nèi)側(cè)成為全反射面的多邊形柱狀的棒(即截面形狀為多邊形的柱狀部件)、或者把光反射面作為內(nèi)側(cè)而組合成筒狀的截面形狀為多邊形的管(管狀部件)。在光強度均勻化元件15是多邊形柱狀的棒的情況下，利用透明材料與空氣界面的全反射作用對光進(jìn)行多次反射，然后從出射端出射。在光強度均勻化元件 15是多邊形的管的情況下，利用面向內(nèi)側(cè)的表面鏡的反射作用對光進(jìn)行多次反射，然后從出射端(出射口)出射。光強度均勻化元件15如果能夠在光束的行進(jìn)方向上確保適當(dāng)?shù)拈L度，則在內(nèi)部多次反射后的光能夠重疊照射光強度均勻化元件15的出射端15b附近，在光強度均勻化元件15的出射端15b附近能夠獲得大致均勻的強度分布。圖2 (a) 圖2 (c)是簡要表示在光強度均勻化元件15的入射端15a的光束分布的說明圖。在圖2(a) 圖2(c)中，濃度被描畫得較濃(接近黑色)的范圍是光束強烈(明亮)的區(qū)域，濃度被描畫得越淡(越接近白色)的范圍是光束微弱(暗淡)的區(qū)域。圖2(a) 表示在使用一個光源燈的比較例中，在光強度均勻化元件的入射端的光束分布的一例。圖 2(a)表示在入射端15a的中央附近存在光強度的峰值，隨著朝向周邊而逐漸變暗的分布。 并且，圖2(b)及圖2(c)表示在使用兩個光源燈的本發(fā)明中，在光強度均勻化元件15的入射端15a的光束分布的示例。另外，圖2(b)表示在光強度均勻化元件15的入射端15a，第 1光源燈11的光照射區(qū)域和第2光源燈12的光照射區(qū)域在入射端15a幾乎不重合的示例。 另外，圖2(c)表示在光強度均勻化元件15的入射端15a，第1光源燈11的光照射區(qū)域和第2光源燈12的光照射區(qū)域在入射端15a大致重合，第1光束Ll的中心光線的方向相對于光軸15c傾斜，第2光束L2的中心光線的方向相對于第1光束Ll的中心光線的方向以及光軸15c雙方傾斜。圖3是簡要表示比較例中的彎折鏡的配置的圖。圖3表示配置一個光源燈，使光源燈的光軸Illc與光強度均勻化元件115的光軸115c正交，使在彎折鏡113反射后的光束Ll的中心光線與光強度均勻化元件的光軸115c—致。在圖3所示的比較例中，能夠使彎折鏡113的反射面的大小足夠大，因而能夠使來自光源燈的光束Ll幾乎沒有損耗地彎折。圖4是表示實施方式1的投影型顯示裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。在圖4中示出了第1彎折鏡13、第2彎折鏡14和光強度均勻化元件15。如圖4所示，在實施方式1中， 將各個構(gòu)成要素配置成為，使第1光源燈11的橢圓面鏡lib的第2焦點以及第2光源燈12 的橢圓面鏡12b的第2焦點在光強度均勻化元件15的入射端15a附近。并且使第1光源燈11的第1光軸Ilc與第2光源燈12的第2光軸12c不一致，使第1光軸Ilc與第2光軸12c的間隔是比0大的值(偏置量OS)。使用第1彎折鏡13使來自第1光源燈11的第1光束Ll入射到光強度均勻化元件15的入射端15a，同時使用第2彎折鏡14使來自第2光源燈12的第2光束L2入射到光強度均勻化元件15的入射端15a，在這種情況下，第1彎折鏡13不能遮擋第2光束L2，所以第1彎折鏡13不能確保足夠的大小。因此，在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，不能避免第1光束Ll 及第2光束L2出現(xiàn)某種程度的損耗。假設(shè)使由第1彎折鏡13彎折后的第1光束Ll的中心光線LlO以及由第2彎折鏡 14彎折后的第一光束L2的中心光線L20，與光強度均勻化元件15的光軸15c—致，則光的損耗進(jìn)一步增大。因此，在實施方式1的投影型顯示裝置中，將由第1彎折鏡13彎折后的第1光束Ll的中心光線LlO相對于光強度均勻化元件15的光軸15c的偏心量dl、以及由第2彎折鏡14彎折后的第2光束L2的中心光線L20相對于光強度均勻化元件15的光軸 15c的偏心量d2，設(shè)為比0大的值。圖5是表示計算偏心量dl、d2與光利用效率之間的關(guān)系時的結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖 5所示，例如，如果構(gòu)成為使來自第1光源燈11的第1光束的中心光線LlO入射到偏心量 dl的位置，則來自第1光源燈11的第1光束Ll會聚在光強度均勻化元件15的入射端15a 上偏離了偏心量dl的位置，因而在光強度均勻化元件15的入射端15a的光利用效率降低。 同樣，如圖5所示，例如，如果構(gòu)成為使來自第2光源燈12的第2光束的中心光線L20入射到偏心量d2的位置，則來自第2光源燈12的第2光束L2會聚在光強度均勻化元件15的入射端15a上偏離了偏心量d2的位置，因而在光強度均勻化元件15的入射端15a的光利用效率降低。圖6是表示偏心量dl、d2與光利用效率B之間的關(guān)系的仿真計算結(jié)果的圖。如圖 6所示，光利用效率B表示相對于偏心量dl、d2為0時、即如圖4所示入射到光強度均勻化元件15的光束的中心光線與光強度均勻化元件15的光軸15c —致時的光利用效率之比。 根據(jù)圖6，在偏心量dl為0時，光利用效率B為1。在偏心量dl為0. 5mm時，光利用效率B 為0. 99，在偏心量dl逐漸增加為1mm、1. 5mm、2mm時，光利用效率B下降為0. 97,0. 92,0. 84。 在實施方式1中，例如，將偏心量dl及d2都設(shè)為1. 5mm,以使光利用效率B高達(dá)0. 9以上， 而且來自第2光源燈12的第2光束L2不易被第1彎折鏡14遮擋(即，緩解干涉)。但是， 偏心量dl及d2能夠根據(jù)各個構(gòu)成要素的形狀、尺寸、配置、光束的行進(jìn)方向、各個構(gòu)成要素的光學(xué)特性、所要求的性能等各種因素進(jìn)行確定。圖7是表示偏心量d3與光利用效率C之間的關(guān)系的仿真計算結(jié)果的圖。如圖4所示，在實施方式1中，第1光源燈11的第1光軸IlC相比第2光源燈12的第2光軸12c更靠近光強度均勻化元件15側(cè)配置。第1彎折鏡13的光強度均勻化元件15的光軸15c側(cè)的端部13a相比于光強度均勻化元件15的光軸15c被配置在第1光源燈11側(cè)(圖4中的上側(cè))，以便極力避免與來自第2光源燈12的第2光束L2的干涉。在圖7中表示把圖4中的偏心量dl固定為1.5mm，對改變偏心量d3時的光利用效率C進(jìn)行仿真計算的結(jié)果。圖7 中的光利用效率C與圖6中的光利用效率B相同地表示相對于偏心量dl為0時、即第1光束Ll的中心光線LlO與光強度均勻化元件15的光軸15c —致時的光利用效率之比。在圖 7中示出了使偏心量d3從Imm變化到5mm時的光利用效率C的變化。根據(jù)圖7得知，在偏心量d3較小時，第1彎折鏡13變小，因而光利用效率C降低，在使偏心量d3從Imm開始增大時，光利用效率C逐漸提高，在偏心量d3為3mm及3. 5mm時，光利用效率C最高。圖8是表示偏置量OS與光利用效率之間的關(guān)系、以及偏置量OS與損耗光之間的關(guān)系的圖。在圖8中示出了以下結(jié)果，把偏心量dl及d2固定為1. 5mm、把偏心量d3固定為 3. 5mm,使第1光源燈11的第1光軸Ilc與第2光源燈12的第2光軸12c的偏置量OS從 Omm變化到8. 5mm,計算這種情況下的光利用效率和損耗光相對于偏置量OS為Omm時的相對值。圖8中的“損耗光”表示在使第1光源燈11或者第2光源燈12中任意一方點亮的情況下，對到達(dá)另一方光源燈12或者11的發(fā)光體12a或者Ila的光量進(jìn)行仿真計算的情況。在圖8中，在損耗光較多的情況下，一方光源燈使另一方光源燈的溫度大幅上升，因而發(fā)光效率和壽命有可能下降。并且，在損耗光成為雜散光進(jìn)入到投影型顯示裝置內(nèi)的其它部位的情況下，有可能產(chǎn)生對畫質(zhì)造成不良影響的問題等。因此，期望損耗光比較少。在研究第1光源燈11的第1光軸1 Ic與第2光源燈12的第2光軸12c的偏置量 OS時，如果圖4所示的偏置量OS增大，則需要增大第2光源燈12的第2彎折鏡14，由于能夠?qū)⒌?彎折鏡14的靠第1光源燈11側(cè)的端部14a延伸到相比光強度均勻化元件15的光軸15c更靠近第1光源燈11側(cè)，因而即使增大偏置量0S，第2彎折鏡14處的光損耗也不會增大。在圖8中，即使在改變第1光源燈11的第1光軸Ilc與第2光源燈12的第2光軸12c的偏置量OS時，光利用效率也是固定的。因此優(yōu)選根據(jù)損耗光的量來確定最佳的偏置量OS。在只有第2光源燈12點亮?xí)r，把到達(dá)第1光源燈11的發(fā)光體Ila的損耗光設(shè)為 LA，在增大偏置量OS時，損耗光LA減小。同樣，在只有第1光源燈11點亮?xí)r，把到達(dá)第2 光源燈12的發(fā)光體12a的損耗光設(shè)為LB，在增大偏置量OS時，損耗光LB減小。根據(jù)圖8 得知，在偏置量OS為2. 5mm以上時，損耗光LA幾乎為0。如圖8所示，如果配置成為確保第1光源燈11的第1光軸Ilc與第2光源燈12的第2光軸12c的偏置量OS為某個固定值以上，則能夠維持較高的光利用效率，并且大幅減少損耗光。另外，最佳的偏置量OS不限于圖8的示例，能夠根據(jù)各個構(gòu)成要素的形狀、尺寸、配置、光束的行進(jìn)方向、各個構(gòu)成要素的光學(xué)特性、所要求的性能等各種因素進(jìn)行確定。如以上說明的那樣，在實施方式1的投影型顯示裝置中，由于配置成為使第1光源燈11的第1光軸IlC與第2光源燈12的第2光軸12c相互不一致，因而能夠維持較高的光利用效率，并且大幅降低損耗光。另外，在實施方式1的投影型顯示裝置中，由于將第1光源燈11和第2光源燈12 的會聚點配置在光強度均勻化元件15的入射端15a附近，因而能夠提供光利用效率高的光學(xué)系統(tǒng)。另外，在實施方式1的投影型顯示裝置中，由于將第1彎折鏡13配置在第1光源燈11與會聚點Fl之間，將第2彎折鏡14配置在第2光源燈12的會聚點F2之間，并使第 1光束Ll及第2光束L2彎折，因而能夠提供光利用效率高、并降低了損耗光的光學(xué)系統(tǒng)。另外，在實施方式1的投影型顯示裝置中，在利用把內(nèi)表面作為光反射面的管狀部件構(gòu)成光強度均勻化元件15的情況下，能夠容易進(jìn)行光強度均勻化元件15的保持構(gòu)造的設(shè)計，并且散熱性能提高。另外，在實施方式1的投影型顯示裝置中，在光強度均勻化元件15是利用透明材料構(gòu)成的截面形狀為多邊形的柱狀光學(xué)元件的情況下，容易進(jìn)行光強度均勻化元件15的設(shè)計。另外，在實施方式1的投影型顯示裝置中，由于將各個構(gòu)成要素配置成為使會聚點相比第1彎折鏡13及第2彎折鏡14位于光強度均勻化元件15側(cè)，因而能夠抑制各個彎折鏡的發(fā)熱。因此，在實施方式1的投影型顯示裝置中，不需要追加冷卻裝置等，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡約、裝置的低成本。實施方式2圖9是簡要表示本發(fā)明的實施方式2的投影型顯示裝置的光源裝置20的結(jié)構(gòu)的圖。圖9所示的光源裝置20能夠用作圖1(實施方式1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置。圖9中的第1光源燈21、第2光源燈22、第1彎折鏡23、第2彎折鏡24以及光強度均勻化元件25，分別與圖1中的第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎折鏡13、第2彎折鏡14 以及光強度均勻化元件15的結(jié)構(gòu)相同。圖9中的發(fā)光體21a及22a、橢圓面鏡21b及22b、 光軸21c及22c、入射端25a、出射端25b以及光軸25c，分別與圖1中的發(fā)光體Ila及12a、 橢圓面鏡lib及12b、光軸Ilc及12c、入射端15a、出射端15b以及光軸15c的結(jié)構(gòu)相同。 實施方式2的投影型顯示裝置與上述實施方式1的投影型顯示裝置的不同之處在于，其具有中繼光學(xué)系統(tǒng)26，用于將由第1彎折鏡23彎折后的第1光束Ll以及由第2彎折鏡24彎折后的第2光束L2引導(dǎo)到光強度均勻化元件25。如圖9所示，在實施方式2中，中繼光學(xué)系統(tǒng)26由透鏡26a及透鏡26b構(gòu)成，將光束引導(dǎo)到光強度均勻化元件25。通過配置中繼光學(xué)系統(tǒng)26，能夠?qū)⑷肷涞焦鈴姸染鶆蚧?5的入射端25a的光束的分布轉(zhuǎn)換為所期望的分布。另外，在實施方式2中，除上述之外的內(nèi)容與上述實施方式1的情況相同。實施方式3圖10是簡要表示本發(fā)明的實施方式3的投影型顯示裝置的光源裝置30的結(jié)構(gòu)的圖。圖10所示的光源裝置30能夠用作圖1(實施方式1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置。圖10中的第1光源燈31、第2光源燈32、第1彎折鏡33、第2彎折鏡34以及光強度均勻化元件35，分別與圖1中的第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎折鏡13、第2彎折鏡 14以及光強度均勻化元件15的結(jié)構(gòu)相同。圖10中的發(fā)光體31a及32a、橢圓面鏡31b及 32b、光軸31c及32c、入射端35a、出射端35b以及光軸35c，分別與圖1中的發(fā)光體Ila及 12a、橢圓面鏡lib及12b、光軸Ilc及12c、入射端15a、出射端15b以及光軸15c的結(jié)構(gòu)相同。實施方式3的投影型顯示裝置與上述實施方式1的投影型顯示裝置的不同之處在于， 其具有中繼光學(xué)系統(tǒng)36，用于將由第1彎折鏡33彎折后的第1光束Ll以及由第2彎折鏡 34彎折后的第2光束L2引導(dǎo)到光強度均勻化元件35。如圖10所示，在實施方式3中，中繼光學(xué)系統(tǒng)36由透鏡36a、彎折鏡36b及透鏡36c構(gòu)成，將光束引導(dǎo)到光強度均勻化元件 35。通過配置中繼光學(xué)系統(tǒng)36，能夠?qū)⑷肷涞焦鈴姸染鶆蚧?5的入射端35a的光束的分布轉(zhuǎn)換為所期望的分布。并且，如圖10所示，中繼光學(xué)系統(tǒng)36具有彎折鏡36b，因而能夠提高投影型顯示裝置的各個構(gòu)成要素的配置的自由度(即，實現(xiàn)靈活布局)。另外，在實施方式3中，除上述之外的內(nèi)容與上述實施方式1或者2的情況相同。實施方式4圖11是簡要表示本發(fā)明的實施方式4的投影型顯示裝置的光源裝置40的結(jié)構(gòu)的圖。圖11所示的光源裝置40能夠用作圖1 (實施方式1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置。圖11中的第1光源燈41、第2光源燈42、第1彎折鏡43、第2彎折鏡44以及中繼光學(xué)系統(tǒng)46，分別與圖9(實施方式2)中的第1光源燈21、第2光源燈22、第1彎折鏡23、 第2彎折鏡24以及中繼光學(xué)系統(tǒng)26的結(jié)構(gòu)相同。圖11中的發(fā)光體41a及42a、橢圓面鏡 41b及42b、光軸41c及42c，分別與圖9中的發(fā)光體21a及22a、橢圓面鏡21b及22b、光軸 21c及22c的結(jié)構(gòu)相同。實施方式4的投影型顯示裝置的光強度均勻化元件45的結(jié)構(gòu)，與上述實施方式2的投影型顯示裝置的光強度均勻化元件不同。如圖11所示，在實施方式4 中，光強度均勻化元件45通過沿光軸45c方向排列配置透鏡陣列45a及45b而構(gòu)成，透鏡陣列45a及45b是將多個透鏡元件進(jìn)行二維排列而構(gòu)成的。利用這種結(jié)構(gòu)的光強度均勻化元件45，能夠使照明光束的截面內(nèi)的強度分布變均勻，抑制照度不均。并且，根據(jù)實施方式 4的投影型顯示裝置，與利用光學(xué)部件的棒構(gòu)成光強度均勻化元件的情況相比，能夠減小光軸45c方向的尺寸。另外，在實施方式4中，除上述之外的內(nèi)容與上述實施方式1、2或者3的情況相同。實施方式5圖12是簡要表示本發(fā)明的實施方式5的投影型顯示裝置的光源裝置50的結(jié)構(gòu)的圖。圖12所示的光源裝置50能夠用作圖1(實施方式1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置。圖12中的第1光源燈51、第2光源燈52、第1彎折鏡53、第2彎折鏡54以及光強度均勻化元件55，分別與圖1中的第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎折鏡13、第2彎折鏡 14以及光強度均勻化元件15的結(jié)構(gòu)相同。圖12中的發(fā)光體51a及52a、橢圓面鏡51b及 52b、光軸51c及52c、入射端55a、出射端55b以及光軸55c，分別與圖1中的發(fā)光體Ila及 12a、橢圓面鏡lib及12b、光軸Ilc及12c、入射端15a、出射端15b以及光軸15c的結(jié)構(gòu)相同。實施方式5的投影型顯示裝置與上述實施方式1的投影型顯示裝置的不同之處在于， 將第1光源燈51、第2光源燈52、第1彎折鏡53、第2彎折鏡54以及光強度均勻化元件55 配置成為，使第1光軸51c與光強度均勻化元件55的光軸55c形成的角度小于90度，使第 2光軸52c與光強度均勻化元件55的光軸55c形成的角度小于90度。根據(jù)實施方式5的結(jié)構(gòu)，能夠縮短光源裝置50的圖12中的縱向尺寸。另外，也能夠?qū)⒌?光源燈51、第2光源燈52、第1彎折鏡53、第2彎折鏡54以及光強度均勻化元件55配置成為，使第1光軸51c與光強度均勻化元件55的光軸55c形成的角度大于90度，使第2光軸52c與光強度均勻化元件55的光軸55c形成的角度大于90度。另外，在實施方式5中，除上述之外的內(nèi)容與上述實施方式1、2、3或者4的情況相同。實施方式6圖13是簡要表示本發(fā)明的實施方式6的投影型顯示裝置的光源裝置70的結(jié)構(gòu)的圖。圖13所示的光源裝置70能夠用作圖1(實施方式1)所示的投影型顯示裝置的光源裝置。圖13中的第1光源燈71、第2光源燈72、第1彎折鏡73、第2彎折鏡74以及光強度均勻化元件75，分別與圖1中的第1光源燈11、第2光源燈12、第1彎折鏡13、第2彎折鏡 14以及光強度均勻化元件15的結(jié)構(gòu)相同。圖13中的發(fā)光體71a及72a、橢圓面鏡71b及 72b、光軸71c及72c、入射端75a、出射端75b以及光軸75c，分別與圖1中的發(fā)光體Ila及 12a、橢圓面鏡lib及12b、光軸Ilc及12c、入射端15a、出射端15b以及光軸15c的結(jié)構(gòu)相同。實施方式6的投影型顯示裝置具有遮光板76，該遮光板76與光強度均勻化元件 75的入射端75a相鄰，對從第1光源燈71射出而朝向第2光源燈72 (尤其是發(fā)光體72a及橢圓面鏡72b的內(nèi)表面(反射面))的光束進(jìn)行遮光(反射或者吸收)，這一點與上述實施方式1的投影型顯示裝置不同。并且，遮光板76也具有對從第2光源燈72射出而朝向第1 光源燈71 (尤其是發(fā)光體71a及橢圓面鏡71b的內(nèi)表面(反射面))的光進(jìn)行遮光(反射或者吸收)的功能。遮光板76的材料只要是不透射光的材料即可。如圖13所示，遮光板76被設(shè)于與光強度均勻化元件75的入射端75a相鄰的第1 光源燈71側(cè)。但是，遮光板76也可以設(shè)于與光強度均勻化元件75的入射端75a相鄰的第2 光源燈72側(cè)。并且，優(yōu)選遮光板76配置在不遮擋從第1光源燈71朝向第1彎折鏡73的光束Ll的位置，而且是不遮擋從第2光源燈72朝向第2彎折鏡74的光束L2的位置。并且， 優(yōu)選遮光板76構(gòu)成為能夠盡可能多地對從第1光源燈71朝向第2光源燈72的光束(或者從第2光源燈72朝向第1光源燈71的光束)進(jìn)行遮光的位置、大小(長度及寬度)、以及形狀。如圖13所示，在實施方式6中，能夠利用遮光板76對來自第1光源燈71的光束中未到達(dá)第1彎折鏡73的損耗光L5、以及來自第2光源燈72的光束中的損耗光進(jìn)行遮光。因此，從第1光源燈71朝向第2光源燈72的損耗光、以及從第2光源燈72朝向第1光源燈71的損耗光減少，第1光源燈71及第2光源燈72受到的損耗光的影響減小，因而具有能夠延長第1光源燈71及第2光源燈72的壽命的效果。圖14是表示對實際配置了遮光板76時的效果進(jìn)行確認(rèn)的結(jié)果的圖。圖14示出了使遮光板76的長度El從0. Imm每次變化0. Imm直到0. 6mm時的光利用效率、以及在只有第1光源燈71點亮?xí)r到達(dá)第2光源燈72的光源72a的損耗光LB的量(相對值)?？芍m然增大遮光板76的長度El時，光利用效率略微下降，但是能夠大幅減少損耗光LB。另外，在實施方式6中，除上述之外的內(nèi)容與上述實施方式1的情況相同。標(biāo)號說明10、20、30、40、50、70 光源裝置；11、21、31、41、51、71 第 1 光源燈；lla、21a、31a、 41a、51a、71a 發(fā)光體；llb、21b、31b、41b、51b、71b 橢圓面鏡；llc、21c、31c、41c、51c、71c 第 1 光源燈的光軸；12、22、32、42、52、72 第 2 光源燈；12a、22a、32a、42a、52a、72a 發(fā)光體；12b、 22b、32b、42b、52b、72b 橢圓面鏡；12c、22c、32c、42c、52c、72c 第 2 光源燈的光軸；13、23、 33、43、53、73 第 1 彎折鏡；14、24、34、44、54、74 第 2 彎折鏡；15、25、35、45、55、75 光強度均勻化元件；15a、25a、35a、45a、55a、75a光強度均勻化元件的入射端；15b、25b、35b、45b、55b、 75b光強度均勻化元件的出射端；15c、25c、35c、45c、55c、75c光強度均勻化元件的光軸； 26、36、46、56中繼光學(xué)系統(tǒng)；61圖像顯示元件；62投影光學(xué)系統(tǒng)；63屏幕；76遮光板；Ll第 1光束；L2第2光束；L3來自光強度均勻化元件的出射光；L4圖像光；L5第1損耗光；LlO 中心光線；L20中心光線；Fl第1會聚點；F2第2會聚點。
權(quán)利要求
1.一種投影型顯示裝置，其特征在于，所述投影型顯示裝置具有第1光源單元，其射出第1光束；第2光源單元，其以大致面對所述第1光源單元的方式配置，并射出第2光束；光強度均勻化單元，其具有入射端和出射端，將入射到所述入射端的光束轉(zhuǎn)換為強度分布經(jīng)均勻化的光束，而從所述出射端出射；第1彎折單元，其使從所述第1光源單元射出的所述第1光束朝向所述入射端；第2彎折單元，其使從所述第2光源單元射出的所述第2光束朝向所述入射端；圖像顯示元件，其對從所述光強度均勻化單元的所述出射端出射的光束進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)換為圖像光；以及投影光學(xué)系統(tǒng)，其將所述圖像光投影在屏幕上，所述第1光源單元、所述第2光源單元、所述第1彎折單元以及所述第2彎折單元配置為，使所述第1光源單元的第1光軸與所述第2光源單元的第2光軸不一致，使從所述第1 彎折單元到所述入射端的第1距離與從所述第2彎折單元到所述入射端的第2距離不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影型顯示裝置，其特征在于，從所述第1光源單元射出的所述第1光束以及從所述第2光源單元射出的所述第2光束是會聚光束，所述第1光源單元、所述第2光源單元、所述第1彎折單元、所述第2彎折單元以及所述光強度均勻化單元配置為，使所述第1光束的第1會聚點相比于所述第1彎折單元位于所述光強度均勻化單元側(cè)，使所述第2光束的第2會聚點相比于所述第2彎折單元位于所述光強度均勻化單元側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影型顯示裝置，其特征在于，所述第1光束的中心光線入射到所述入射端的第1入射位置、與所述第2光束的中心光線入射到所述入射端的第 2入射位置是彼此不同的位置，而且是偏離所述光強度均勻化單元的光軸的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的投影型顯示裝置，其特征在于，所述投影型顯示裝置具有遮光單元，該遮光單元與所述入射端相鄰設(shè)置，對從所述第1光源單元射出并朝向所述第2光源單元的光、以及從所述第2光源單元射出并朝向所述第1光源單元的光進(jìn)行遮光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項所述的投影型顯示裝置，其特征在于，所述投影型顯示裝置具有中繼光學(xué)系統(tǒng)，該中繼光學(xué)系統(tǒng)將由所述第1彎折單元彎折后的所述第1光束以及由所述第2彎折單元彎折后的所述第2光束引導(dǎo)到所述光強度均勻化單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項所述的投影型顯示裝置，其特征在于，所述光強度均勻化單元包括把內(nèi)表面作為光反射面的管狀部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項所述的投影型顯示裝置，其特征在于，所述光強度均勻化單元包括由透明材料制成的多棱柱狀部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項所述的投影型顯示裝置，其特征在于，所述光強度均勻化單元包括二維排列多個透鏡元件而構(gòu)成的透鏡陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任意一項所述的投影型顯示裝置，其特征在于，所述第1光源單元、所述第2光源單元、所述第1彎折單元、所述第2彎折單元以及所述光強度均勻化單元配置為，使所述第1光源單元的所述第1光軸與所述光強度均勻化單元的光軸形成的角度為90度，使所述第2光源單元的所述第2光軸與所述光強度均勻化單元的光軸形成的角度為90度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任意一項所述的投影型顯示裝置，其特征在于，所述第1光源單元、所述第2光源單元、所述第1彎折單元、所述第2彎折單元以及所述光強度均勻化單元配置為，使所述第1光源單元的所述第1光軸與所述光強度均勻化單元的光軸形成的角度小于90度，使所述第2光源單元的所述第2光軸與所述光強度均勻化單元的光軸形成的角度小于90度。
全文摘要
一種具有光利用效率高、壽命長的光源裝置的投影型顯示裝置，其具有第1及第2光源燈(11、12)；光強度均勻化元件(15)；第1及第2彎折鏡(13、14)；圖像顯示元件(61)，其對從光強度均勻化元件(15)射出的光束(L3)進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)換為圖像光(L4)；以及投影光學(xué)系統(tǒng)(62)，其將圖像光投影到屏幕(63)上，第1光源燈(11)、第2光源燈(12)、第1彎折鏡(13)以及第2彎折鏡(14)配置為，使第1光源燈(11)的第1光軸(11c)與第2光源燈(12)的第2光軸(12c)不一致，使從第1彎折鏡(13)到入射端(15a)的第1距離與從第2彎折鏡(14)到入射端(15a)的第2距離不同。
文檔編號G03B21/14GK102171610SQ20098013883
公開日2011年8月31日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者小島邦子, 木田博 申請人:三菱電機(jī)株式會社