CN104583864B - 照明光学***、投影仪和投影仪*** - Google Patents
照明光学***、投影仪和投影仪*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN104583864B CN104583864B CN201280075365.XA CN201280075365A CN104583864B CN 104583864 B CN104583864 B CN 104583864B CN 201280075365 A CN201280075365 A CN 201280075365A CN 104583864 B CN104583864 B CN 104583864B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- luminous flux
- optical fiber
- laser
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/208—Homogenising, shaping of the illumination light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/095—Refractive optical elements
- G02B27/0955—Lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
- G03B21/2013—Plural light sources
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
- G03B21/2033—LED or laser light sources
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
一种照明光学***(10),配备有:透镜(1),其会聚以发散角(θ1)从光纤(101)出射的第一光通量;透镜(2),其会聚以发散角(θ2(≠θ1))从光纤(102)出射并且具有与第一光通量的颜色不同的颜色的第二光通量;以及,二向色镜(3),其被布置在其透镜(1)的光轴以直角与透镜(2)的光轴相交的位置处,通过透镜(1)进入的第一光通量可以透射它,并且其可以向第一光通量投射的方向反射通过透镜(2)进入的第二光通量。透镜(1,2)被适配使得由透镜(1)会聚的第一光通量的收敛角与由透镜(2)会聚的第二光通量的收敛角一致。
Description
技术领域
本发明涉及投影仪的照明光学***。
背景技术
使用棒形积分器来获得均匀的照明光的照明光学***是已知的用于投影仪的照明光学***。
专利文献1描述了具有该类型的照明光学***的DLP(数字光处理)投影仪。
上述的DLP投影仪包括具有基本上相同的发散角的第一至第三激光阵列光源、照明光学***、全内反射(TIR)棱镜、由数字微镜装置(DMD)构成的显示元件和投影透镜。
在此,发散角是当从垂直于包含发散光通量的中心光线的平面的方向观看发散光通量时由最外光线和中心光线(发散半角)形成的角度的两倍的角度。
第一激光阵列光源出射红色激光,第二激光阵列光源出射绿色激光,并且第三激光阵列光源出射蓝色激光。
照明光学***包括第一至第三反射镜、第一和第二二向色镜、凹透镜、棒形积分器以及中继光学***。
棒形积分器由例如四角形棱镜的形状的玻璃体构成。棒形积分器的两个端表面之一是入射表面,并且另一个是出射表面。
在该棒形积分器中,进入入射表面的光通量在被棒的内表面反复反射的同时在棒内传播,并且然后从出射表面出射。在棒内传播的过程中的多次反射使得入射光通量的亮度均匀。在棒的出射表面处,根据反射的次数以矩阵形式产生了多个二维的光源图像。
凹透镜、第一二向色镜、第二二向色镜和第一反射镜从棒形积分器的出射表面起以此顺序排列。
第一反射镜向第二二向色镜反射来自第三激光阵列光源的蓝色激光。第二反射镜向第二二向色镜反射来自第二激光阵列光源的绿色激光。
第二二向色镜具有光谱反射属性,其支持蓝色波段的光的透射和绿色波段的光的反射。来自第一反射镜的蓝色激光被第二二向色镜透射,并且被照射到第一二向色镜内。来自第二反射镜的绿色激光被第二二向色镜反射,并且该反射光在与蓝色激光相同的光路上被照射到第一二向色镜内。
第三反射镜向第一二向色镜反射来自第一激光阵列光源的红色激光。
第二二向色镜具有光谱反射属性,其支持蓝色波段的光和绿色波段的光的透射与红色波段的光的反射。来自第二二向色镜的蓝色激光和绿色激光透过第一二向色镜被透射,并且被照射到凹透镜内。来自第三反射镜的红色激光被第一二向色镜反射,并且该反射光在与蓝色和绿色激光相同的光路上被照射到凹透镜内。
该凹透镜用于将来自第一二向色镜的红色、绿色和蓝色激光散射。来自凹透镜的红色、绿色和蓝色激光从棒的入射表面进入棒形积分器内。
中继光学***被布置在棒形积分器的出射表面侧上。中继光学***用于在显示元件的有效显示区域上形成在棒形积分器的出射表面上形成的光源图像的图像。
TIR棱镜被设置在中继光学***和显示元件之间。来自中继光学***的光通量通过TIR棱镜被照射在显示元件内。该显示元件空间调制该光通量,以形成图像光。由显示元件形成的图像光通过TIR棱镜被照射到投影透镜内。
在上述的照明光学***中,从每一个激光阵列光源到棒形积分器的入射表面的每种颜色的激光的光路长度相同,并且,每一个激光阵列光源的发散角也相同。结果,从每一个激光阵列光源出射的每种颜色的激光以相同的发散角进入棒形积分器内,在棒内传播,并且然后以相同的发散角从棒形积分器出射。
因为从棒形积分器出射的每种颜色的激光的发散角相同,所以通过中继光学***被照射在显示元件上的每种颜色的激光的照射范围也一致。结果,可以通过适当地设置中继光学***的放大率而使得每种颜色的激光的照射范围与在显示元件上的有效显示区域一致。
近期的投影仪包括其中通过光纤将激光从外部光源设备供应到照明光学***的投影仪。
外部光源具有红色激光源、绿色激光源和蓝色激光源。绿色激光和蓝色激光通过第一光纤被供应到照明光学***。红色激光通过第二光纤被供应到照明光学***。
从第一光纤出射的绿色激光和蓝色激光的每一个的发散角基本上相同。从第二光纤出射的红色激光的发散角与绿色激光和蓝色激光的发散角不同。
当上述外部光源设备被应用到在专利文献1中描述的DLP投影仪时,照明光学***被配置使得从第一光纤出射的绿色和蓝色激光进入第二二向色镜的表面之一内,并且从第二光纤出射的红色激光进入第二二向色镜的另一个表面内。
红色激光与绿色和蓝色激光被第二二向色镜合成,并且然后通过凹透镜被照射到棒形积分器内。
现有技术的文献
专利文献
专利文献1:日本未审专利申请公布No.2008-256979
发明内容
在专利文献1中描述的***中,当应用上述的外部光源设备时,出现下面的问题。
在棒形积分器中,如果入射角在小于或等于在棒中出现全反射的最大入射角的范围内,则在棒内的多次反射的次数通常随着入射角增大而增大,由此,使得亮度均匀的效果也增大。棒形积分器因此具有下述属性:其中,亮度的均匀度取决于入射角。
在进入棒形积分器的激光的、其中应用外部光源设备的在专利文献1中描述的***中,红色激光的发散角与绿色和蓝色激光的发散角不同。结果,在棒形积分器中的亮度的均匀度因为如上所述的属性而对于红色激光与绿色和蓝色激光不同。在亮度的均匀度上的差在屏幕上显现为颜色不规则,并且因此产生了图像质量劣化的问题。
其中发散角不同的红色激光与绿色和蓝色激光通过同一中继光学***被照射到显示元件,并且这意味着激光的照射范围不同。
如果其发散角最小的激光被当作参考并且中继光学***被设计使得被当作参考的激光的照射范围与显示元件的有效显示区域一致,则其发散角较大的激光的一部分将从中继光学***的有效入射光瞳发散。从这个有效入射光瞳发散的光通量不有助于图像显示,并且因此产生了下述问题:其中,在光利用效率上降低,并且在屏幕的亮度上降低。
另一方面,如果其发散角最大的激光被当作参考,并且中继光学***被设计使得被当作参考的激光的照射范围与显示元件的有效显示区域一致,则其发散角较小的激光的照射范围将小于有效显示区域,并且因此未能照亮整个有效显示区域。因为不能在未被激光照亮的区域中显示图像,所以产生图像质量劣化的问题。
本发明的目的是提供一种照明光学***、投影仪和投影仪***,它们可以减少颜色不规则性的出现、在屏幕亮度上的降低和图像质量的降低。
根据用于实现上述目的的本发明的一个方面,提供了一种照明光学***,包括:
第一透镜,所述第一透镜会聚利用第一发散角从第一光纤出射的第一光通量;
第二透镜,所述第二透镜会聚第二光通量,所述第二光通量具有与所述第一光通量的颜色不同的颜色,并且以不同于所述第一发散角的第二发散角从第二光纤出射;以及
合成光学元件,所述合成光学元件被设置在所述第一透镜的光轴以直角与所述第二透镜的光轴相交的位置处,透射来自所述第一透镜的第一光束,并且在透射所述第一光束的方向上反射来自所述第二透镜的第二光束;
其中,第一和第二透镜被配置使得由所述第一透镜会聚的所述第一光束的收敛角与被所述第二透镜会聚的所述第二光束的收敛角匹配。
根据本发明的另一个方面,提供了一种投影仪,包括:
上述照明光学***;
显示装置,所述显示装置空间调制来自所述照明光学***的光通量以形成图像光;以及
投影透镜,所述投影透镜投影由所述显示装置形成的所述图像光。
根据本发明的另一个方面,提供了一种投影仪,包括:
上述照明光学***;
分色装置,所述分色装置将来自所述照明光学***的光通量分离为红色光通量、蓝色光通量和绿色光通量;
第一显示元件,所述第一显示元件空间调制由所述分色装置分离的所述红色光通量以形成红色图像光;
第二显示元件,所述第二显示元件空间调制由所述分色装置分离的所述绿色光通量以形成绿色图像光;
第三显示元件,所述第三显示元件空间调制由所述分色装置分离的所述蓝色光通量以形成蓝色图像光;以及
投影透镜,所述投影透镜投影由第一至第三显示元件形成的所述红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光。
根据本发明的另一个方面,提供了一种投影仪***,包括:
上述投影仪的任何一种;
光源设备,所述光源设备供应红色激光、绿色激光和蓝色激光的每一个;
第一光纤,用于向所述投影仪传导从所述光源设备供应的所述绿色激光和蓝色激光;以及
第二光纤,用于向所述投影仪传导从所述光源设备供应的所述红色激光。
附图说明
图1是示出作为本发明的示例性实施例的照明光学***的配置的示意图。
图2是示出作为本发明的另一个示例性实施例的、包括棒形积分器的照明光学装置的配置的示意图。
图3是具有本发明的照明光学***的投影仪***的外部视图。
图4是示出具有本发明的照明光学***的投影仪***的配置的示意图。
附图标号的解释
1,2透镜
3二向色镜
10照明光学***
101,102光纤
具体实施方式
接下来,参考附图来表述本发明的示例性实施例。
图1是示出作为本发明的示例性实施例的照明光学***的配置的示意图。
参见图1,照明光学***10是在投影仪中使用的***,并且包括透镜1和2以及二向色镜3。
透镜1会聚从光纤101利用发散半角θ1出射的第一光通量。透镜2会聚从光纤102利用发散半角θ2(≠θ1)出射并且具有与第一光通量的颜色不同的颜色的第二光通量。
在此,当从垂直于包含从光纤的出射表面出射的发散光通量的中心光线(垂直于出射表面的光线)的平面的方向观看时,发散半角是由最外光线和中心光线形成的角度。光纤101和102具有相同的构造,并且每一个具有相同的NA(数值孔径)。然而,进入光纤101的第一光通量的发散角或收敛角与进入光纤102的第二光通量的发散角或收敛角不同。
透镜1的光轴垂直于或基本上垂直于透镜2的光轴,并且,二向色镜3被设置在这些光轴的交点处。来自透镜1的第一光通量以大约45度的入射角入射到二向色镜3的一个表面。来自透镜2的第二光通量以大约45度的入射角入射到二向色镜3的另一个表面。
二向色镜3是合成光学元件,其在一个方向上合成从透镜1照射的第一光通量和从透镜2照射的第二光通量。更具体地,二向色镜3透射来自透镜1的第一光通量,并且在其中第一光通量透射的方向上反射来自透镜2的第二光通量。
例如,当第一光通量包含蓝色光通量和绿色光通量并且第二光通量是红色光通量时,二向色镜3由反射膜构成,该反射膜具有使得反射红光和透射绿色和蓝色光的光谱反射属性。可以由多层介质膜来形成具有这些光谱反射属性的反射膜。
透镜1被配置使得会聚的第一光通量的收敛半角是θ3。透镜2被配置使得会聚的第二光通量的收敛半角是θ3。在此,收敛半角是当从垂直于包含中心光线的平面的方向观看时由最外光线和中心光线形成的角度。
更具体地,透镜1和2被形成得满足下面示出的条件。
当透镜1的放大率是β1时,透镜1被设计使得满足下面的关系:
sinθ1/sinθ3=β1
如果透镜2的放大率是β2,则透镜2被设计使得满足下面的关系:
sinθ2/sinθ3=β2
根据上述的照明光学***1,透镜1会聚从光纤101出射的具有发散半角θ1的第一光通量,并且,透镜2会聚从光纤102出射的具有发散半角θ2(≠θ1)的第二光通量。由透镜1会聚的第一光通量和由透镜2会聚的第二光通量每一个以收敛半角θ3会聚在一个点处。因此,如果在第一和第二光通量的会聚点处布置棒形积分器,则第一和第二光通量将以相同的收敛角θ3入射到那个棒形积分器。在该情况下,在棒形积分器处的第一和第二光通量的亮度的均匀度基本上相等。
透镜1和2被形成使得第一光通量的收敛半角和第二光通量的收敛半角匹配。在此的“匹配”指的不是绝对匹配,而是允许例如制造误差。例如,如果第一和第二光通量的收敛角在制造误差的范围内或在其中观众将不注意到由在亮度的不均匀度上的差别引起的颜色不规则性的范围内,则第一和第二光通量的收敛角可以被解释为匹配。
图2示出包括棒形积分器的照明光学器件。
参见图2,棒形积分器4由柱状透镜部分构成,该透镜部分的两个端表面之一是入射表面,并且另一个端表面是出射表面。更具体地,棒形积分器4由例如玻璃的四角形透镜部分构成。
棒形积分器4的中心轴与透镜1的光轴一致。透镜1在棒形积分器4的入射表面上形成光纤101的出射表面的图像,并且,透镜2在棒形积分器4的入射表面上形成光纤102的出射表面的图像。换句话说,棒形积分器4的入射表面和光纤101和102的每一个的出射表面具有共轭关系。
根据在图2中所示的配置,来自光纤101的具有发散半角θ1的第一光通量和来自光纤102的具有发散半角θ2(≠θ1)的第二光通量以相同的收敛半角θ3被照射在棒形积分器4内,由此,在棒形积分器4中的亮度的均匀度对于第一光通量和第二光通量基本上相等。结果,因为在亮度的均匀度上的差别引起的颜色不规则性不出现。
另外,从棒形积分器出射的第一和第二光通量的发散半角相同。结果,当照明光学***由包括例如中继透镜的透镜组构成使得在显示元件的有效显示区域上形成棒形积分器4的出射表面的图像时,在显示元件上的第一和第二光通量的照射范围基本上一致。因此,透镜组的放大率的适当设置可以使得第一和第二光通量的照射范围与显示元件的有效显示区域基本上一致。
接下来描述具有本示例性实施例的照明光学***的投影仪***。
图3是具有本示例性实施例的照明光学***的投影仪***的外部视图,并且图4是示出投影仪***的配置的示意图。
参见图3和图4,投影仪***包括投影仪主单元20、激光源设备30与光纤101和102,光纤101和102用于向投影仪主单元20供应来自激光源设备30的激光。
激光源设备30包括激光源31和32。激光源31和32由例如半导体激光器构成。
激光源31包括供应绿色激光的绿色激光单元和供应蓝色激光的蓝色激光单元。由激光源31出射的绿色和蓝色激光通过光纤101供应到投影仪主单元20。通过光纤101出射的激光的发散角对于绿色和蓝色基本上相等。
激光源32包括供应红色激光的红色激光源单元。由激光源32出射的红色激光通过光纤102被供应到投影仪主单元20。通过光纤102出射的红色激光的发散角不同于通过光纤101出射的绿色和蓝色激光的发散角。
投影仪主单元20包括透镜1和2、二向色镜3、棒形积分器4、透镜组5、镜6、TIR棱镜7、飞利浦棱镜(Philipsprism)8、DMD9和投影透镜11。
透镜1和2、二向色镜3与棒形积分器4与在图1和2中所示的组件相同。
通过光纤101出射的绿色和蓝色激光通过透镜1和二向色镜3被供应到棒形积分器4。通过光纤102出射的红色激光通过透镜2和二向色镜3被供应到棒形积分器4。
从棒形积分器4出射的红色、绿色和蓝色激光通过透镜组5、镜6、TIR棱镜7和飞利浦棱镜8被照射到DMD9上。
透镜组5被布置在面向棒形积分器4的出射表面的位置处。透镜1的光轴、透镜组5的光轴和棒形积分器4的中心轴一致。透镜组5包括中继光学***,并且在DMD9的显示表面上形成棒形积分器4的出射表面的图像。换句话说,棒形积分器4的出射表面和DMD9的显示表面具有共轭关系。
镜6向TIR棱镜7反射从透镜组5出射的红色、绿色和蓝色激光。
TIR棱镜7由两个三棱镜7a和7b构成,三棱镜7a的倾斜表面的一部分结合到三棱镜7b的倾斜表面。
当从三棱镜7a的侧表面观看时,三棱镜7a具有与倾斜表面相邻的两个表面,并且,来自镜6的红色、绿色和蓝色激光从一个表面进入该棱镜内。进入该棱镜的激光在倾斜表面的区域中而不是接触三棱镜7b的倾斜表面的区域中经历全反射,并且该反射光从另一个表面出射。
从三棱镜7a的另一个表面出射的红色、绿色和蓝色激光进入飞利浦棱镜8。
在飞利浦棱镜8中,从三棱镜7a的另一个表面出射的激光被分离为红色、绿色和蓝色光通量,并且这些颜色的每种然后被从相应的表面出射。
DMD9是用于绿色的显示元件,并且被布置得面向飞利浦棱镜8的绿色光通量的出射表面。虽然在图4中未示出,但是用于红色和蓝色的每种的显示元件被布置得分别面向飞利浦棱镜8的红色光通量的出射表面和蓝色光通量的出射表面。用于红色和蓝色的显示元件在此由DMD构成。
用于绿色的DMD9空间调制来自飞利浦棱镜8的绿色光通量以形成绿色图像光。用于红色的DMD空间调制来自飞利浦棱镜8的红色光通量以形成红色图像光。用于蓝色的DMD空间调制来自飞利浦棱镜8的蓝色光通量以形成蓝色图像光。
该红色、绿色和蓝色图像光通过飞利浦棱镜8进入TIR棱镜7的三棱镜7a的另一个表面。在此,飞利浦棱镜8作为合成红色、绿色和蓝色图像光的颜色合成元件。
在三棱镜7a中,被照射的红色、绿色和蓝色图像光从三棱镜7a的倾斜表面的、被三棱镜7b的倾斜表面覆盖的区域进入三棱镜7b。
当从三棱镜7b的侧表面观看时,三棱镜7b具有与倾斜表面相邻的两个表面,并且,从三棱镜7a进入的红色、绿色和蓝色激光从一个表面出射。
从三棱镜7b的一个表面出射的图像光(红色+绿色+蓝色)被投影透镜11投影在投影表面(在附图中未示出)上。
在如上所述的投影仪***中,照明光学***由透镜1和2、二向色镜3、棒形积分器4和透镜组5构成,在该照明光学***中,在棒形积分器4中的亮度的均匀度对于红色激光与绿色和蓝色激光基本上相同,并且,由在亮度的均匀度上的差别引起的颜色不规则性因此不出现。
另外,从棒形积分器出射的红色、绿色和蓝色激光的每一个的发散角基本上相同,由此,由透镜组5照射在DMD上的每种颜色的激光的照射范围也基本上一致。通过适当地设置透镜组5的放大率,可以使得在每种颜色的激光的DMD上的照射范围与有效显示区域一致。可以因此减少图像质量的降低。
激光源31可以包括多个绿色激光源和多个蓝色激光源。在该情况下,光纤101包括与多个绿色激光源的每一个对应的多条光纤和与蓝色激光源的每一个对应的多条光纤。
类似地,激光源32可以包括多个红色激光源。在该情况下,光纤102包括与多个红色激光源的每一个对应的多条光纤。
例如,光纤101包括6条用于蓝色的光纤和6条用于绿色的光纤,并且光纤102包括12条用于红色的光纤。
在如上所述的情况下,可以在光纤101的入射表面或出射表面处以两个水平的行排列用于蓝色和绿色的光纤。类似地,也可以在光纤102的入射表面或出射表面处以两个水平的行排列用于红色的光纤。
从用于绿色的光纤和用于蓝色的光纤的每一个出射的光通量的发散半角是θ1,并且,从用于红色的光纤出射的光通量的发散半角是θ2。从用于绿色的光纤和用于蓝色的光纤的每一个出射的具有发散半角θ1的光通量被透镜1以收敛半角θ3会聚,并且从用于红色的光纤出射的具有发散半角θ2的光通量被透镜2以收敛半角θ3会聚。
在光纤101中,第一行可以是用于蓝色的光纤的行,并且第二行可以是用于绿色的光纤的行。替代地,用于蓝色的光纤和用于绿色的光纤可以交错或可以以Z形式来排列。
通过以Z形式排列用于蓝色的光纤和用于绿色的光纤,从每一个用于蓝色的光纤出射的蓝色光通量和从每一个用于绿色的光纤出射的绿色光通量可以被看作具有发散半角θ1的单个光通量。
在图3和图4中所示的投影仪***是三面板配置的,该三面板配置具有三个DMD:用于红色的DMD、用于绿色的DMD和用于蓝色的DMD。然而,本发明不限于该形式。例如,本发明也可以是单面板构造的,该单面板构造通过单个DMD而时分地形成红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光。
单面板构造包括下述构造:其中,在图4中所示的配置中,在棒形积分器4的入射表面侧或出射表面侧上布置了将入射光通量时分地分离为红色光通量、绿色光通量和蓝色光通量的色轮。
替代地,可以取代DMD使用反射液晶显示设备。
Claims (8)
1.一种照明光学***,包括:
第一透镜,所述第一透镜会聚利用第一发散角从第一光纤出射的第一光通量;
第二透镜,所述第二透镜会聚具有与所述第一光通量的颜色不同的颜色并且以不同于所述第一发散角的第二发散角从第二光纤出射的第二光通量;以及
合成光学元件,所述合成光学元件被设置在所述第一透镜的光轴以直角与所述第二透镜的光轴相交的位置处,透射来自所述第一透镜的所述第一光通量,并且在透射所述第一光通量的方向上反射来自所述第二透镜的所述第二光通量;
其中,所述第一透镜和所述第二透镜被配置使得由所述第一透镜会聚的所述第一光通量的收敛角与被所述第二透镜会聚的所述第二光通量的收敛角一致。
2.根据权利要求1所述的照明光学***,其中,所述第一透镜被配置使得满足下面的关系:
sinθ1/sinθ3=β1
并且,所述第二透镜被配置使得满足下面的关系:
sinθ2/sinθ3=β2
其中,β1和β2分别是所述第一透镜和所述第二透镜的放大率,θ1和θ2分别是所述第一发散角和所述第二发散角,并且,已经由所述第一透镜会聚的所述第一光通量的收敛角和已经由所述第二透镜会聚的所述第二光通量的收敛角都是θ3。
3.根据权利要求1所述的照明光学***,进一步包括:
棒形积分器,所述棒形积分器具有柱状透镜部分,所述透镜部分的两个端表面之一是入射表面,并且另一个端表面是出射表面,来自所述合成光学元件的所述第一光通量和所述第二光通量从所述入射表面进入,并且进入的第一光通量和第二光通量在所述透镜部分内传播,并且然后从所述出射表面出射;
其中,所述棒形积分器的所述入射表面和所述第一光纤的出射表面具有经由所述第一透镜的共轭关系;并且
所述棒形积分器的所述入射表面和所述第二光纤的出射表面具有经由所述第二透镜的共轭关系。
4.根据权利要求1所述的照明光学***,其中,所述第一光通量包含绿色激光和蓝色激光,并且所述第二光通量包含红色激光。
5.一种投影仪,包括:
根据权利要求1所述的照明光学***;
显示单元,所述显示单元空间调制来自所述照明光学***的光通量以形成图像光;以及
投影透镜,所述投影透镜投影由所述显示单元形成的所述图像光。
6.一种投影仪,包括:
根据权利要求1所述的照明光学***;
分色单元,所述分色单元将来自所述照明光学***的光通量分离为红色光通量、蓝色光通量和绿色光通量;
第一显示元件,所述第一显示元件空间调制由所述分色单元分离的所述红色光通量以形成红色图像光;
第二显示元件,所述第二显示元件空间调制由所述分色单元分离的所述绿色光通量以形成绿色图像光;
第三显示元件,所述第三显示元件空间调制由所述分色单元分离的所述蓝色光通量以形成蓝色图像光;以及
投影透镜,所述投影透镜投影由所述第一显示元件、所述第二显示元件和所述第三显示元件形成的所述红色图像光、绿色图像光和蓝色图像光。
7.一种投影仪***,包括:
根据权利要求5所述的投影仪;
光源设备,所述光源设备供应红色激光、绿色激光和蓝色激光的每一个;
第一光纤,所述第一光纤用于向所述投影仪传导从所述光源设备供应的所述绿色激光和所述蓝色激光;以及
第二光纤,所述第二光纤用于向所述投影仪传导从所述光源设备供应的所述红色激光。
8.一种投影仪***,包括:
根据权利要求6所述的投影仪;
光源设备,所述光源设备供应红色激光、绿色激光和蓝色激光的每一个;
第一光纤,所述第一光纤用于向所述投影仪传导从所述光源设备供应的所述绿色激光和所述蓝色激光;以及
第二光纤,所述第二光纤用于向所述投影仪传导从所述光源设备供应的所述红色激光。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/071042 WO2014030206A1 (ja) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | 照明光学系、プロジェクターおよびプロジェクターシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104583864A CN104583864A (zh) | 2015-04-29 |
CN104583864B true CN104583864B (zh) | 2016-05-18 |
Family
ID=50149542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280075365.XA Active CN104583864B (zh) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | 照明光学***、投影仪和投影仪*** |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9575403B2 (zh) |
JP (1) | JP5954845B2 (zh) |
CN (1) | CN104583864B (zh) |
WO (1) | WO2014030206A1 (zh) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160131967A1 (en) * | 2013-06-04 | 2016-05-12 | Nec Display Solutions, Ltd. | Illumination optical system and projector |
WO2015140980A1 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | 投写型表示装置および投写型表示装置の投写方法 |
DE102014209308B4 (de) * | 2014-05-16 | 2016-12-15 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Laserbearbeitungskopf mit Linsenwechselsystem |
DE102015106481B4 (de) * | 2015-04-27 | 2017-05-04 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Optische Einrichtung |
CN104765242B (zh) * | 2015-05-05 | 2017-04-12 | 湖北久之洋红外***股份有限公司 | 多孔径拼接大孔径合成的高亮度三基色激光光源光学*** |
JP2017111287A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社リコー | 投射装置 |
US10527915B2 (en) | 2016-02-10 | 2020-01-07 | Nec Display Solutions, Ltd. | Laser light source, projector and illumination device using same, and brightness adjusting method |
JP2019520610A (ja) * | 2016-06-21 | 2019-07-18 | 株式会社Nttドコモ | ウェアラブルディスプレイのための照明装置 |
JP2018084757A (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置及びプロジェクター |
US10268113B2 (en) * | 2017-01-23 | 2019-04-23 | Seiko Epson Corporation | Illumination device and projector having light shaping optical system including free-form surface |
WO2019095661A1 (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-23 | 海信集团有限公司 | 一种缩束装置及激光投影设备 |
JP2019185002A (ja) * | 2018-04-11 | 2019-10-24 | ソニー株式会社 | 顕微鏡システム及び医療用光源装置 |
WO2019198553A1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | Sony Corporation | Microscope system and medical light source apparatus |
CN110888291B (zh) | 2018-09-07 | 2021-05-11 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 光源***及投影装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1112802A (zh) * | 1993-07-23 | 1995-11-29 | 施奈德电子无线电广播工厂有限公司 | 视频投影*** |
JPH08314033A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Fujitsu General Ltd | 光ファイバによる色分解装置 |
JP2009266463A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Panasonic Corp | 面状照明装置とこれを用いた画像表示装置 |
CN101903821A (zh) * | 2007-12-19 | 2010-12-01 | 欧普蒂卡有限公司 | 一种光学***和方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6959990B2 (en) * | 2001-12-31 | 2005-11-01 | Texas Instruments Incorporated | Prism for high contrast projection |
TWI263800B (en) * | 2005-02-01 | 2006-10-11 | Coretronic Corp | Optical projection apparatus |
JP5282290B2 (ja) | 2007-04-05 | 2013-09-04 | コニカミノルタ株式会社 | 照明光学系および照明光学系を備えた画像投影装置 |
JP2010014815A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | 投写型表示装置 |
JP2010078975A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Panasonic Corp | 照明装置および投射型画像表示装置 |
JP5436097B2 (ja) * | 2009-08-25 | 2014-03-05 | 三菱電機株式会社 | 集光光学系及び投写型画像表示装置 |
JP5375532B2 (ja) * | 2009-11-11 | 2013-12-25 | コニカミノルタ株式会社 | 集積光源、プロジェクタ装置、及びモバイル機器 |
JP2012088451A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Sony Corp | 照明装置および表示装置 |
-
2012
- 2012-08-21 WO PCT/JP2012/071042 patent/WO2014030206A1/ja active Application Filing
- 2012-08-21 JP JP2014531404A patent/JP5954845B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-08-21 US US14/420,934 patent/US9575403B2/en active Active
- 2012-08-21 CN CN201280075365.XA patent/CN104583864B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1112802A (zh) * | 1993-07-23 | 1995-11-29 | 施奈德电子无线电广播工厂有限公司 | 视频投影*** |
JPH08314033A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Fujitsu General Ltd | 光ファイバによる色分解装置 |
CN101903821A (zh) * | 2007-12-19 | 2010-12-01 | 欧普蒂卡有限公司 | 一种光学***和方法 |
JP2009266463A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Panasonic Corp | 面状照明装置とこれを用いた画像表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014030206A1 (ja) | 2014-02-27 |
JPWO2014030206A1 (ja) | 2016-07-28 |
US9575403B2 (en) | 2017-02-21 |
US20150219985A1 (en) | 2015-08-06 |
CN104583864A (zh) | 2015-04-29 |
JP5954845B2 (ja) | 2016-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104583864B (zh) | 照明光学***、投影仪和投影仪*** | |
KR101306028B1 (ko) | 레이저-기반 프로젝터의 색 혼합 막대 통합기 | |
JP2006154834A (ja) | 画像を表示するための表示システムおよび方法 | |
US10073330B2 (en) | Illumination apparatus and projection type display apparatus | |
CN110928124A (zh) | 光源装置及投影*** | |
US11307428B2 (en) | Optical system for image projectors | |
USRE41768E1 (en) | System and method employing reflective imaging devices for a projection display | |
EP3561593B1 (en) | Projection display system | |
CN211403092U (zh) | 照明***及投影装置 | |
CN110874003B (zh) | 投影光学***及其偏色调整方法 | |
JP4530743B2 (ja) | 色合成素子及びこれを用いた投影装置 | |
CN113391506B (zh) | 照明***及投影装置 | |
CN105074565A (zh) | 图像投影装置 | |
WO2014199485A1 (ja) | 照明光学系、プロジェクターおよびプロジェクターシステム | |
CN113885285A (zh) | 光源组件与投影设备 | |
US11953699B2 (en) | Image display apparatus | |
WO2020135301A1 (zh) | 光源***及投影设备 | |
CN111781791A (zh) | 光源***及投影设备 | |
JP4715167B2 (ja) | 照明装置、画像表示装置及びプロジェクタ | |
JPH1138528A (ja) | 液晶プロジェクター | |
TWI412867B (zh) | 以雷射為基礎之投射器中的色彩混合桿積算器 | |
JP5180677B2 (ja) | 照明装置及びこれを用いた投写型映像表示装置 | |
JP2006258900A (ja) | 折り曲げ型ロッドインテグレータ及び照明装置及び投写型映像表示装置 | |
JP2000206612A (ja) | 投写型表示装置 | |
JP2015152639A (ja) | 表示装置および光源装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Sharp NEC display solutions Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: NEC DISPLAY SOLUTIONS, Ltd. |
|
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |