CN112867968B - 光学装置、光源装置和投影仪 - Google Patents

光学装置、光源装置和投影仪 Download PDF

Info

Publication number
CN112867968B
CN112867968B CN201980068902.XA CN201980068902A CN112867968B CN 112867968 B CN112867968 B CN 112867968B CN 201980068902 A CN201980068902 A CN 201980068902A CN 112867968 B CN112867968 B CN 112867968B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
emitting layer
unit
wavelength
layer structure
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
Application number
CN201980068902.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112867968A (zh
Inventor
前田佑树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN112867968A publication Critical patent/CN112867968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112867968B publication Critical patent/CN112867968B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3161—Modulator illumination systems using laser light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3152—Modulator illumination systems for shaping the light beam
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • 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
    • 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
    • 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
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • 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
    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • 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
    • G03B21/2073—Polarisers in the lamp house
    • 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
    • G03B33/00—Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/10—Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3158—Modulator illumination systems for controlling the spectrum

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

提供一种光学装置，包括：由第一发光层21和第二发光层22构成的发光层结构体20；和波长选择单元30。波长选择单元30设置在发光层结构体20的一侧上。第一发光层21发射具有第一波长范围的光511。第二发光层22基于从第一发光层21发射的光而发射具有第二波长范围的光512。波长选择单元30使从发光层结构体20发射的具有第一波长范围的光511的一部分511‑1和511‑2穿过，使剩余光511‑3返回至发光层结构体20，并且使具有第二波长范围的光512穿过。

Description

光学装置、光源装置和投影仪
技术领域
本公开内容涉及光学装置、配备有该光学装置的光源装置、以及配备有该光源装置的投影仪。
背景技术
近来，投影仪的光源正从灯光源转变为激光激发的荧光光源。这里使用的荧光材料主要是具有宽光谱宽度的发光材料，例如Ce:YAG和Ce:LuAG。这是因为在高功率激光激发条件下能够维持高荧光转换效率的材料有限，而诸如Ce:YAG和Ce:LuAG之类的荧光材料能够承受高功率激光激发条件。目前，其他荧光材料被用于投影仪的亮度相对较低的部分。另一方面，投影仪已经朝着显示更高亮度和更高图像质量的方向发展。因此，为了提高亮度，目前必须使用诸如Ce:YAG和Ce:LuAg之类的荧光材料，但是为了提高色域(这是提高图像质量所需的一个方面)，这些荧光材料的使用会产生一个问题。即，Ce:YAG和Ce:LuAG具有宽的光谱宽度，并且当色域加宽时，大量的光未被使用而浪费(参见图2C)。稍后将描述图2C的细节。结果，难以同时实现亮度的增加和色域的加宽。此外，浪费的光在投影仪内部被转换为热量，因此增加了排热结构上的负载，这导致整个投影仪的尺寸增加或在投影仪的设计上产生限制。
为了使在色域加宽时浪费的光再循环，提出了一种通过二向色膜反射光谱的部分区域以使光返回荧光层的技术。具体地，例如，JP 2015-143772 A公开了一种位于支撑基板上的包括由二向色膜和荧光层构成的第一波长分离部的投影仪的光源。更具体地，在JP2015-143772A中公开的光源装置包括：激发光源，其发射第一波段的激发光；荧光产生部(发光层)，其被激发光激发并产生与第一波段不同的第二波段的荧光；第一波长分离部(二向色膜)，其设置在激发光源与荧光产生部之间的光路上，并允许透射第二波段中较短波长侧的成分，反射第二波段中较长波长侧的成分，并透射从激发光源发射的激发光；和反射部，其将透过第一波长分离部的较短波长侧的成分反射。
对于构成发光层的材料，例如，使用YAG荧光材料。发光层被诸如430nm至480nm(峰值波长：450nm)的第一波段的蓝色激发光激发，由此产生诸如520nm至750nm(峰值波长：620nm)的第二波段的红色荧光。通过在二向色膜上涂覆混合有荧光材料的透明树脂以形成发光层。通过该二向色膜，将从580nm开始的较短波长侧的成分(例如绿色)切断。
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]
JP 2015-143772 A
发明内容
[技术问题]
如上所述，在专利文献1中公开的技术的情况下，发光层被蓝色激发光激发，并且产生520nm至750nm波段(峰值波长：620nm)的光。然后，通过二向色膜将从580nm开始的较短波长侧的成分切断，并将红光发射到外部。图2C是YAG荧光材料的吸收光谱和当YAG荧光材料被激发并发光时产生的光谱的示意图。如果从580nm开始的较短波长侧的成分(绿色)被切断，则在发光层中产生的相当大比例的光没有被用作光源，并且损失了大量的光能。换句话说，在专利文献1中公开的技术的情况下，发光层是单层，因此，仅可被荧光材料本身吸收的发射光的一部分区域可以被再循环(参见图11A中的区域“C”)。此外，再发射的光仍具有较宽的光谱宽度，因此只能使用一部分发光光谱(参见图2C)。这样，在发光层为单层的情况下，不能有效地使光再循环，并且所获得的效果很小。
鉴于前述内容，本公开内容的目的在于提供：具有有效地利用发光层中产生的光的配置和结构的光学装置、配备有该光学装置的光源装置、以及配备有该光源装置的投影仪。
[解决问题的方案]
为了实现上述目的，本公开内容的光学装置包括：
由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体；和波长选择单元。所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上。第一发光层发射具有第一波长范围的光。第二发光层基于从第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光。波长选择单元使从发光层结构体发射的具有第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至发光层结构体，并且使具有第二波长范围的光穿过。
为了实现上述目的，本公开内容的光源装置包括：光学装置，所述光学装置包括由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体、和波长选择单元；以及能量产生单元。所述光学装置由本公开内容的光学装置构成。
为了实现上述目的，本公开内容的投影仪包括：光源装置，所述光源装置配备有光学装置和能量产生单元，所述光学装置包括由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体、和波长选择单元；照明光学***；图像形成单元；和投影光学***。所述光学装置由本公开内容的光学装置构成。图像形成单元使用穿过波长选择单元的光形成图像，并且由图像形成单元形成的图像被发送到投影光学***。
附图说明
[图1]
图1A、图1B、图1C和图1D是示出实施方式1的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。
[图2]
图2A、图2B和图2C分别是示出实施方式1的光学装置和光源装置的概念图、描绘从实施方式1的光学装置发射的光的光谱的示意图、以及描绘从传统光学装置发射的光的光谱的示意图。
[图3]
图3A和图3B是分别示出实施方式2和实施方式3的光学装置和光源装置的概念图。
[图4]
图4A和图4B是分别示出实施方式2的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。
[图5]
图5A和图5B是分别示出实施方式3的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。
[图6]
图6A是示出实施方式4的光学装置和光源装置的概念图，图6B、图6C和图6D是分别示出实施方式4的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。
[图7]
图7A是示出实施方式5的光学装置和光源装置的概念图，图7B和图7C是分别示出实施方式5的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。
[图8]
图8A和图8B是分别示出实施方式5的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。
[图9]
图9A是示出实施方式6的光学装置和光源装置的概念图，图9B和图9C是分别示出实施方式6的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。
[图10]
图10A和图10B是分别示出实施方式6的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。
[图11]
图11A和图11B分别是从能量产生单元和第一发光层发射的光的光谱的示意图，以及从第二发光层发射的光的光谱的示意图。
[图12]
图12是投影仪中的光路的概念图。
[图13]
图13是示出投影仪的示意图。
[图14]
图14是示出与图13中的投影仪具有不同形式的投影仪的示意图。
具体实施方式
将参照附图使用实施方式来描述本公开内容，但是本公开内容不限于这些实施方式，并且实施方式中的各种数值和材料是示例。将按照以下顺序给出描述。
1.关于本公开内容的光学装置、光源装置和投影仪的一般描述
2.实施方式1(本公开内容的光学装置、反射型光学装置、光源装置和投影仪)
3.实施方式2(实施方式1的变形例，具有第一配置的光学装置)
4.实施方式3(实施方式1的另一变形例，具有第二配置的光学装置)
5.实施方式4(实施方式1的又一变形例)
6.实施方式5(实施方式1的又一变形例，透射型光学装置)
7.实施方式6(实施方式1的又一变形例)
8.其他
<关于本公开内容的光学装置、光源装置和投影仪的一般描述>
在本公开内容的光学装置、构成本公开内容的光源装置的光学装置、和构成本公开内容的投影仪的光学装置中(这些光学装置可在下文中统称为本公开内容的“光学装置等”)，波长选择单元允许从发光层结构体发射的第一波长范围的光中的第一波段的光和第二波段的光通过，并且第二波长范围和第二波段可以至少部分地重叠。假设第二波段位于比第一波段更长的波长侧。具有第一波段的光可以是绿光，并且第二波长范围的光和第二波段的光可以是红光。第二波长范围和第二波段可以部分地重叠，第二波段的光谱可以包括在第二波长范围的光谱中，并且第二波长范围的光谱可以包括在第二波段的光谱中。
在包括上述优选实施方式的本公开内容的光学装置等中，第二发光层可以基于通过波长选择单元返回至发光层结构体的第一波长范围中的剩余光，进一步发射具有第二波长范围的光。在此，第一波长范围中的剩余光的颜色主要是黄色(波长：530nm至625nm)，但在某些情况下可包括蓝色(波长：480nm至530nm)。在下面的描述中，第一波长范围中的剩余光中包括的黄光可被称为“黄色剩余光”，并且其中包括的蓝光可被称为“蓝色剩余光”。
在包括上述各种优选实施方式的本公开内容的光学装置等中，第一发光层可以采取不吸收通过波长选择单元返回至发光层结构体的第一波长范围中的剩余光的形式。这里的“不吸收光”是指第一发光层仅吸收通过波长选择单元返回至发光层结构体的第一波长范围中的剩余光的量的9％以下。具体地，这意味着第一发光层仅吸收黄色剩余光的1％以下，并且第一发光层仅吸收蓝色剩余光的8％以下。
此外，在包括上述各种优选实施方式的本公开内容的光学装置等中，透镜***可以设置在发光层结构体的一侧与波长选择单元之间，并且穿过透镜***并传播至波长选择单元的光可以被透镜***转换为准直光。优选地将发光层结构体设置在透镜***的焦点位置处，但是实施方式不限于此。透镜***具有正光焦度，并且透镜***的配置和结构可以是公知的配置和结构。穿过透镜***的光变为准直光。
此外，在包括上述各种优选实施方式的本公开内容的光学装置等中，第一发光层可以基于由能量产生单元提供的能量来发射具有第一波长范围的光，并且在这种情况下，能量产生单元可以由发光元件构成，并且由能量产生单元提供给第一发光层的能量可以是具有第三波长范围的光。具体地，具有第三波长范围的光可以是蓝光或紫外光，并且发光元件可以是半导体激光元件或发光二极管(LED)。
在本公开内容的光学装置等的优选配置中，光反射单元可以设置在发光层结构体的另一侧，并且来自能量产生单元的光可以从发光层结构体的一侧进入发光层结构体。为了方便起见，将具有该模式的光学装置称为“反射型光学装置”。反射型光学装置可进一步包括光透射/反射单元。来自能量产生单元的光可以被光透射/反射单元反射，穿过波长选择单元，并进入发光层结构体，并且从发光层结构体发射并穿过波长选择单元的光可以穿过光透射/反射单元。优选地，透镜***设置在光透射/反射单元与波长选择单元之间，但是在某些情况下，透镜***可以设置在波长选择单元与发光层结构体之间。此外，在这些情况下，反射型光学装置可进一步包括：相位差板，其将来自能量产生单元的光控制为第一偏振态和第二偏振态；以及第二光反射单元。相位差板可以设置在能量产生单元与光透射/反射单元之间。在第一偏振态下，穿过相位差板并进入波长选择单元的光可以被光透射/反射单元反射，穿过波长选择单元，并进入发光层结构体，并且在第二偏振态下，光可以穿过光透射/反射单元，被第二光反射单元反射，再次进入光透射/反射单元，并被光透射/反射单元反射。为了方便起见，将具有该模式的光学装置称为“具有第一配置的光学装置”。或者，在这些情况下，可以在光透射/反射单元与波长选择单元之间设置相位差板，并且可以在相位差板与波长选择单元之间设置第二光透射/反射单元。在此，被光透射/反射单元反射并穿过相位差板的光可以被第二光透射/反射单元部分地反射，再次进入相位差板，并穿过相位差板和光透射/反射单元，并且穿过相位差板和第二光透射/反射单元的光(剩余光)可以穿过波长选择单元并进入发光层结构体。为了方便起见，将该模式下的光学装置称为“具有第二配置的光学装置”。
或者，在本公开内容的光学装置等的优选配置中，可以将光透射/反射单元设置在发光层结构体的另一侧。来自能量产生单元的光可以穿过光透射/反射单元并从发光层结构体的另一侧进入发光层结构体，并且从发光层结构体发射的光可以被光透射/反射单元反射。为了方便起见，将该模式下的光学装置称为“透射型光学装置”。
构成本公开内容的投影仪的照明光学***、图像形成单元和投影光学***可以是公知的照明光学***、图像形成单元和投影光学***。
在本公开内容的光学装置等中，例如，第一波长范围为470nm至900nm，第一波段为480nm至530nm，第二波段为530nm至625nm，第二波长范围为590nm至680nm，但实施方式不限于这些范围。使用诸如“光的一部分”和“剩余光”这样的表述，但是“光的一部分”和“剩余光”的总和不一定是1.00，并且在某些情况下可能产生光损失。
构成第一发光层的材料可以是诸如Ce:YAG和Ce:LuAG之类的荧光材料，或者第一发光层可以由自发光元件构成(具体地，包括量子点LED、有机电致发光(EL)元件或无机EL元件的LED的单层结构或多层结构)。在这些情况下，构成发射红光的第二发光层的材料可以是量子点、作为基本成分为AlSiN3:Eu的荧光材料的Eu:CASN、作为基本成分为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu或K2SiF6:Mn4+(KSF)的荧光材料的Eu:SCASN。此外，构成第一发光层的材料可以是Eu:SiAlON、Eu:CASN或Eu:SCASN，并且在这种情况下，构成发射红光的第二发光层的材料可以是量子点。如果第二发光层由量子点构成，则可以通过材料设计将吸收光谱调整为期望的吸收光谱，因此可以容易地优化整个发光层结构体。优选地将第一发光层和第二发光层层压，并且在这种情况下，可以使用：其中通过树脂粘合剂或玻璃粘合剂保持荧光体层和量子点层的结构、包含荧光材料或量子点的烧结体结构、在空间中填充荧光材料或量子点的结构和类似结构。其中第一发光层和第二发光层层压的结构可以是盘型旋转体或固定型非旋转体。第一发光层和第二发光层设置在支撑基板的第一表面上。在反射型光学装置的情况下，支撑基板可以是由铝、铜和钼这样的金属和合金构成的基板，或者是由陶瓷、蓝宝石或玻璃构成的基板。在透射型光学装置的情况下，支撑基板可以是由蓝宝石或玻璃构成的基板，波长选择单元可以是二向色镜。
在第一发光层由荧光材料构成的情况下，能量产生单元例如可以由如上所述的发光元件构成。在这种情况下，能量产生单元例如可包括将电流注入发光元件的单元。另一方面，在第一发光层由自发光元件构成的情况下，能量产生单元由第一发光层本身构成，并且第一发光层自发射具有第三波长范围的光(具体地，蓝光或紫外光)。
在反射型光学装置中，设置在发光层结构体的另一侧上的光反射单元例如可以是形成在支撑基板的第一表面上(或者在某些情况下，在支撑基板的与第一表面相对的第二表面上)的薄金属膜(诸如，银、铝或其合金的薄膜)、介电多层膜、无机烧结材料膜或类似者，或者光反射单元可以是设置成面向支撑基板的反射镜。
此外，在反射型光学装置中，光透射/反射单元可以由例如二向色镜或偏振分束器构成。在使用二向色镜作为光透射/反射单元的情况下，光透射/反射单元可被设计为使得：[A]来自能量产生单元的光(例如蓝光)被光透射/反射单元所反射；和[B]从发光层结构体发射并穿过波长选择单元的光(例如，绿光和红光)穿过光透射/反射单元。在此，进入发光层结构体并直接从发光层结构体发出(例如蓝光)的来自能量产生单元的光(例如蓝光)、或者由发光层结构体反射的光(例如蓝光)被光透射/反射单元反射，并返回至能量产生单元。在将偏振分束器用于光透射/反射单元的情况下，光透射/反射单元可被设计为使得：[C]来自能量产生单元的处于s偏振态的光(例如蓝光)被光透射/反射单元反射；和[D]从发光层结构体发射并穿过波长选择单元的光(例如，绿光和红光)穿过光透射/反射单元。
此外，在具有第一配置的光学装置中，例如，用于控制来自能量产生单元的光为第一偏振态和第二偏振态的相位差板可以是1/2波长板(λ/2波长板)。为了将光控制为第一偏振态和第二偏振态，可以旋转λ/2波长板。在这种情况下，可以将偏振分束器用于光透射/反射单元。可以使用偏振转换元件将来自能量产生单元的光的偏振态均匀地设置为p偏振态。例如，在即将进入λ/2波长板之前的来自能量产生单元的光处于p偏振态或s偏振态，并且通过旋转λ/2波长板以p偏振态从λ/2波长板发射光的情况下，光以第二偏振态(p偏振态)穿过光透射/反射单元，然后被第二光反射单元反射，并再次进入光透射/反射单元。如果在光透射/反射单元和第二光反射单元之间设置1/4波长板(λ/4波长板)，则两次穿过λ/4波长板(穿过和返回)并再次进入光透射/反射单元的光的偏振态变成s偏振态，并且该光被由偏振分束器构成的光透射/反射单元反射。另一方面，在通过旋转λ/2波长板以s偏振态从λ/2波长板发射光的情况下，处于第一偏振态(s光状态)的光被由偏振分束器构成的光透射/反射单元反射，穿过波长选择单元，并进入发光层结构体。如果将1/4波长板(λ/4波长板)设置在光透射/反射单元与波长选择单元之间，则从发光层结构体发射并穿过波长选择单元的光(例如，绿光和红光)穿过λ/4波长板和光透射/反射单元。另一方面，从能量产生单元发射的(例如蓝光)被由偏振光分束器构成的光透射/反射单元反射、穿过λ/4波长板、进入发光层结构体、并直接从发光层结构体发出的光(例如蓝光)，或者被发光层结构体反射的光，穿过λ/4波长板并变为p偏振态，并且穿过由偏振光分束器构成的光透射/反射单元。然而，由发光层结构体散射的光(例如，处于非偏振态的蓝光)穿过λ/4波长板并变为s偏振态，被由偏振光分束器构成的光透射/反射单元反射并返回至能量产生单元。
此外，在具有第二配置的光学装置中，光透射/反射单元可以由偏振分束器构成，相位差板可以由λ/4波长板构成，并且第二光透射/反射单元可以由二向色镜构成，二向色镜透射具有第三波长范围的一部分光并反射剩余光。可以使用偏振转换元件将来自能量产生单元的光的偏振态均匀地设置为s偏振态。来自处于该偏振态的来自能量产生单元的光被由偏振分束器构成的光透射/反射单元反射，并进入由λ/4波长板构成的相位差板。由第二光透射/反射单元反射的光再次进入相位差板(λ/4波长板)，以p偏振态从相位差板发射，并穿过由偏振分束器构成的光透射/反射单元。另一方面，穿过第二光透射/反射单元的光(例如，处于s偏振态的蓝光)经由波长选择单元进入发光层结构体。经由波长选择单元从发光层结构体发射、穿过第二光透射/反射单元、并进入由λ/4波长板构成的相位差板的光(例如，绿光和红光)从相位差板发射，并穿过由偏振分束器构成的光透射/反射单元。另一方面，从能量产生单元发射(例如蓝光)、进入发光层结构体、并直接从发光层结构体发出的光(例如蓝光)，或者被发光层结构体反射的光，穿过相位差板(λ/4波长板)并变为p偏振态，并且穿过光透射/反射单元(偏振分束器)；但是由发光层结构体散射的光(例如，处于非偏振态的蓝光)穿过由λ/4波长板构成的相位差板并变为s偏振态，被由偏振光分束器构成的光透射/反射单元反射，并返回至能量产生单元。
在透射型光学装置中，光透射/反射单元可以由二向色镜构成。在将二向色镜用于光透射/反射单元的情况下，光透射/反射单元可被设计为使得：[E]从能量产生单元发射的光(例如，蓝光)穿过光透射/反射单元；和[F]从发光层结构体发射的光被光透射/反射单元反射。
[实施方式1]
实施方式1涉及本公开内容的光学装置、光源装置和投影仪。图2A是实施方式1的光学装置和光源装置的概念图，图1A、图1B、图1C和图1D是实施方式1的光学装置和光源装置中的光的行为的概念图。图2B和图2C是从实施方式1的光学装置发射的光的光谱和从传统光学装置发射的光的光谱的示意图，图11A是从能量产生单元和第一发光层发射的光的光谱图的示意图，图11B是从第二发光层发射的光的光谱图的示意图，图12是投影仪的光路的概念图。在图11A和图11B中，曲线“A”表示发光光谱，曲线“B”表示吸收光谱。
实施方式1的光学装置10A或后述的实施方式2至实施方式6的光学装置10B、10C、10D、10E和10F包括：由第一发光层21、21’和第二发光层22构成的发光层结构体20、20’；和波长选择单元30。波长选择单元30设置在发光层结构体20、20’的一侧(发光侧)。第一发光层21、21’发射具有第一波长范围的光511，并且第二发光层22基于从第一发光层21、21’发射的光511而发射具有第二波长范围的光512。波长选择单元30使从发光层结构体20、20’发射的具有第一波长范围的光511的一部分511-1和511-2穿过，使剩余光511-3返回至发光层结构体20、20’，并使具有第二波长范围的光512穿过。
实施方式1或后述的实施方式2至实施方式6的光源装置包括：光学装置，所述光学装置包括由第一发光层21、21’和第二发光层22构成的发光层结构体20、20’、和波长选择单元30；以及能量产生单元。光学装置是实施方式1的光学装置10A或后述的实施方式2至实施方式6的光学装置10B、10C、10D、10E和10F。
实施方式1的投影仪包括：配备有光学装置和能量产生单元的光源装置，所述光学装置包括由第一发光层21和第二发光层22构成的发光层结构体20、20’以及波长选择单元30；照明光学***；图像形成单元；和投影光学***。该光学装置是后述的实施方式2至实施方式6的后述光学装置10A、10B、10C、10D、10E或10F。图像形成单元使用穿过波长选择单元30的光来形成图像(具体地，使用穿过波长选择单元30并传播通过照明光学***的光)。由图像形成单元所形成的图像被发送到投影光学***。
在实施方式1的光学装置10A中，波长选择单元30使从发光层结构体20发射的第一波长范围的光511中的第一波段的光511-1和第二波段的光511-2穿过。在此，如图2B所示，第二波长范围的光512的光谱(参见图2B中的区域“C”)和第二波段的光511-2的光谱(参见图2B中的区域“C’”)至少部分地重叠。
在实施方式1的光学装置10A中，第二发光层22基于通过波长选择单元30返回至发光层结构体20的具有第一波长范围的光511的剩余光511-3，进一步发射具有第二波长范围的光512。第一发光层21不吸收通过波长选择单元30返回至发光层结构体20的具有第一波长范围的光511的剩余光511-3。此外，透镜***25设置在发光层结构体20的一侧与波长选择单元30之间，透镜***25将穿过透镜***25并传播至波长选择单元30的光转换为平行光(准直光)。发光层结构体20设置在透镜***25的焦点位置处。
第一发光层21基于从能量产生单元50提供的能量发射具有第一波长范围的光511。能量产生单元50由发光元件构成，并且从能量产生单元50提供至第一发光层21的能量具有第三波长范围的光513。
此外，光反射单元24设置在发光层结构体20的另一侧，并且来自能量产生单元的光从发光层结构体20的一侧进入发光层结构体20。换句话说，实施方式1的光学装置10A是反射型光学装置。光学装置10A进一步包括光透射/反射单元40。来自能量产生单元50的光被光透射/反射单元40反射，穿过波长选择单元30并进入发光层结构体20，从发光层结构体20发射并穿过波长选择单元30的光穿过光透射/反射单元40。
在实施方式1中，构成发射黄光的第一发光层21的材料可以是诸如Ce:YAG和Ce:LuAG之类的荧光材料。在Ce:YAG或Ce:LuAG的情况下，如光谱形状所示，红光的比率较小，因此优选第二发光层由吸收长波长范围(参见图2B中的区域“C”)的光并发出红光的材料构成。构成发射红光的第二发光层22的材料可以是量子点、作为基本成分为AlSiN3:Eu的荧光材料的Eu:CASN、作为基本成分为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu的荧光材料的Eu:SCASN。将第一发光层21和第二发光层22层压，并且通过树脂粘合剂或玻璃粘合剂来保持发光层21和22。发光层结构体20设置在支撑基板23上，使得发光层结构体20的第二发光层22经由光反射单元24面向支撑基板23。例如，光反射单元24由薄金属膜(例如银、铝或其合金的薄膜)、介电多层膜、无机烧结材料膜构成。例如，支撑基板23可以是由诸如铝、铜、钼或其合金之类的材料构成的基板，或者可以是由陶瓷、蓝宝石或玻璃构成的基板。能量产生单元50由蓝光发射激光元件构成。构成光透射/反射单元40的二向色镜可被设计为使得：[A]来自能量产生单元50的光(例如蓝光)被光透射/反射单元40反射；和[B]从发光层结构体20发射并穿过波长选择单元30的光(例如，绿光和红光)穿过光透射/反射单元40。从能量产生单元50发射的(例如蓝光)、进入发光层结构体20、并直接从发光层结构体20发出的光(例如蓝光)，或者由发光层结构体20反射的光(例如蓝光)被反射透射/反射单元40反射，并返回至能量产生单元50。原则上，在以下描述和附图中将省略对该蓝光的描述和图示。
现在将参照图1A、图1B、图1C和图1D描述实施方式1的光学装置和光源装置中的光的行为。图1A、图1B、图1C和图1D中所示的光的行为应该在一张图中示出，但是为了简化图示，在图1A、图1B、图1C和图1D中分别示出。这同样适用于图4A、图4B、图5A、图5B、图6B、图6C、图6D、图7B、图7C、图8A、图8B、图9B、图9C、图10A和图10B。
如图1A所示，从由蓝光发射激光元件构成的能量发射单元50发射并进入光透射/反射单元40的蓝光513(由细实线表示)被光透射/反射单元40反射，传播至波长选择单元30，穿过波长选择单元30，并与第一发光层21碰撞。
然后，第一发光层21发射具有第一波长范围的光511。具体地，如图1B所示，通过蓝光513与第一发光层21碰撞，第一发光层21发射具有第一波长范围的光511(黄光)。具有第一波长范围的光511由白色箭头指示。具有第一波长范围的光511的一部分(由白色长箭头指示的光)传播至波长选择单元30，并且具有第一波长范围的剩余光511(由白色短箭头指示的光)进入第二发光层22。
如图1B所示，传播至波长选择单元30的具有第一波长范围的光511(由白色长箭头指示的光)与波长选择单元30碰撞。然后，如图1C所示，波长选择单元30使从发光层结构体20发射的具有第一波长范围的光511的一部分511-1和511-2(绿光和红光)穿过。具有第一波长范围的光511的一部分光511-1和511-2(绿光和红光)穿过光透射/反射单元40，并发射至光学装置10A和光源装置的***(照明光学***)的外部。另一方面，波长选择单元30将具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)返回至发光层结构体20。具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)未被第一发光层21吸收，并且到达第二发光层22。
如图1D所示，第二发光层22基于从第一发光层21发射的光511(参见图1B)，发射具有第二波长范围的光512。同时，第二发光层22基于通过波长选择单元30返回的具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)(参见图1C)，发射具有第二波长范围的光512。具有第二波长范围的光512(包括被光反射单元24反射的具有第二波长范围的光512)穿过第一发光层21，并与波长选择单元30碰撞。波长选择单元30使具有第二波长范围的光512穿过。具有第二波长范围的光512穿过光透射/反射单元40，并发射至光学装置10A和光源装置的***(照明光学***)的外部。
在某些情况下，从发射到第一发光层21中的第一波段的较短波长侧的光中发射到波长选择单元侧的光可以通过波长选择单元30返回至第一发光层21以激发第一发光层21，或者在其他情况下可以返回至能量产生单元50。另一方面，发射到第二发光层侧的光在某些情况下可以激发第二发光层22，在其他情况下可以被光反射单元24反射以激发第二发光层22和第一发光层21，或者在其他情况下可以通过波长选择单元30返回至第一发光层21以激发第一发光层21。如果将发射蓝光的光源独立地设置在光源装置中，则可以将红光、绿光和蓝光从光源装置发射到光源装置的***(照明光学***)的外部。
在图2B和图2C中，由Ce:YAG构成的第一发光层21的发射光谱(第一波长范围的光511的发射光谱)由“A”示意性地表示。此外，在图2B和图2C中，从第一发光层21发射的光(第一波段的光511-1和第二波段的光511-2)的各个发射光谱由“B”和“C”示意性地表示。
在示意性地表示从传统光学装置发射的光的光谱的图2C中，第一波段中的光511-1的光强度(参见“B”)与第二波段的光511-2的光强度(参见“C”)之间存在显著差异。因此，在传统光源装置的情况下，使用滤光器来减小第一波段的光511-1的光强度，从而调节白平衡。在该状态下，第一波段的光511-1的光谱在图2C中由“B””示意性地表示。
另一方面，在实施方式1的光学装置或光源装置中，不仅具有第一波长范围的光511进入第二发光层22并使第二发光层22发光(参见图2B中的“C”)，而且具有第二波长范围的光512基于通过波长选择单元30返回的具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)从第二发光层22发射光(参见图2B中的“C’”)。因此，在发射到***(照明光学***)外部的具有第二波长范围的光512中，光谱“C”和“C’”重叠。因此，为了调节白平衡，使用滤光器来抑制第一波段的光511-1的光强度。在该状态下，第一波段的光511-1的光谱在图2B中由“B’”示意性地表示，并且该光强度高于图2C中的“B””。
在假设图2B所示的发射光谱中的区域D(对应于具有第一波长范围的光511的剩余光511-3)相对于发射光谱的比率为28％并且假设区域D中的90％的光转换为红光并发射到***外部的情况下，红光的光量增加0.28×0.9×100＝25％，因此随着红光的光量增加，通过调节白平衡也可以增加绿光的量。
如上所述，实施方式1的光学装置、光源装置或投影仪包括：由两层(第一发光层和第二发光层)构成的发光层结构体；和波长选择单元。波长选择单元使从发光层结构体发射的具有第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至发光层结构体，并且使具有第二波长范围的光穿过。因此，在色域加宽时传统上被浪费的波段中的光可以被再循环，并且具有第二波长范围和第二波段的光的量增加，结果，可以实现具有更明亮和更宽色域的高亮度光学装置、光源装置或投影仪。此外，在投影仪中的光在光源装置的下游部分被浪费的情况下，被浪费的光被转换成热。由于排放该热量变得更容易，因此可以减小投影仪的尺寸。此外，可以减少穿过图像形成单元(包括照明光学***)的光的总能量，这提高了整个投影仪的可靠性。
[实施方式2]
实施方式2是实施方式1的变形例，并且涉及具有第一配置的光学装置。如图3A所示，其为实施方式2的光学装置10B和光源装置的概念图，在实施方式2中，进一步包括：相位差板61，其将来自能量产生单元50的光控制为第一偏振态和第二偏振态；和第二光反射单元63。相位差板61设置在能量产生单元50与光透射/反射单元40’之间。在第一偏振态下，穿过相位差板61并进入波长选择单元30的光被光透射/反射单元40’反射，穿过波长选择单元30，并进入发光层结构体20。在第二偏振态下，光穿过光透射/反射单元40’，被第二光反射单元63反射，再次进入光透射/反射单元40’，并被光透射/反射单元40’反射。
在此，光透射/反射单元40’由偏振分束器构成，并且被设计为使得：来自能量产生单元50的处于s偏振态的光(例如蓝光)被光透射/反射单元40’反射；和[D]从发光层结构体20发射并穿过波长选择单元30的光(例如，绿光和红光)穿过光透射/反射单元40’。相位差板61由1/2波长板(λ/2波长板)构成，并且使λ/2波长板旋转以将状态控制为第一偏振态或第二偏振态。第二光反射单元63由薄金属膜(诸如，银、铝或其合金的薄膜)、介电多层膜或无机烧结材料膜构成。如果将漫射结构或旋转结构添加至第二光反射单元63，则可以减少斑点。可以使用偏振转换元件(未示出)将来自能量产生单元50的光的偏振态均匀地设置为p偏振态。在光透射/反射单元40’与第二光反射单元63之间设置有1/4波长板(λ/4波长板)62。在光透射/反射单元40’与波长选择单元30之间也设置有1/4波长板(λ/4波长板)64。1/4波长板(λ/4波长板)64和波长选择单元30可以集成在一起。具体地，例如，相位差板可以用作构成波长选择单元30的基板。
图4A和图4B是示出实施方式2的光学装置10B和光源装置中的光的行为的概念图。
如图4A所示，在来自能量产生单元50的处于p偏振态或s偏振态的光在即将进入λ/2波长板61之前通过旋转λ/2波长板61而以p偏振态从λ/2波长板发射的情况下，处于第二偏振态(p偏振态)的光穿过光透射/反射单元40’，被第二光反射单元63反射，并再次进入光透射/反射单元40’。由于1/4波长板(λ/4波长板)62设置在光透射/反射单元40’与第二光反射单元63之间，因此两次穿过λ/4波长板62(穿过和返回)并再次进入光透射/反射单元40’的光变为s偏振态，并被由偏振分束器构成的光透射/反射单元40’反射。
另一方面，如图4B所示，在通过旋转的λ/2波长板61而从λ/2波长板61发射处于s偏振态的光的情况下，处于第一偏振态(s光状态)的光被由偏振分束器构成的光透射/反射单元40’反射，穿过1/4波长板(λ/4波长板)64和波长选择单元30，并进入发光层结构体20。另一方面，从发光层结构体20发射并穿过λ/4波长板64的光(例如，绿光和红光)穿过由偏振分束器构成的光透射/反射单元40’。
来自能量产生单元50的(例如，蓝光)、被由偏振分束器构成的光透射/反射单元40反射、穿过λ/4波长板64、进入发光层结构体20、并直接从发光层结构体20发射的光(例如蓝光)；或者由发光层结构体20反射的光，穿过λ/4波长板64并变为p偏振态，并穿过由偏振分束器构成的光透射/反射单元40’。另一方面，由发光层结构体20散射的光(例如，处于非偏振态的蓝光)穿过λ/4波长板64，成为s偏振态，被由偏振分束器构成的光透射/反射单元40’反射，并返回至能量产生单元50。
除了上述方面，实施方式2的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构与实施方式1的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构相同，因此省略其详细描述。
[实施方式3]
实施方式3也是实施方式1的变形例，并且涉及具有第二配置的光学装置。如图3B所示，其为实施方式3的光学装置10C和光源装置的概念图，在实施方式3中，相位差板65设置在光透射/反射单元40’和波长选择单元30之间，并且第二光透射/反射单元66设置在相位差板65和波长选择单元30之间。由光透射/反射单元40’反射并穿过相位差板65的光，被第二光透射/反射单元66部分地反射，再次进入相位差板65，并穿过相位差板65和光透射/反射单元40’。穿过相位差板65和第二光透射/反射单元66的光穿过波长选择单元30并进入发光层结构体20。
在此，光透射/反射单元40’由与实施方式2相同的偏振分束器构成。相位差板65由1/4波长板(λ/4波长板)构成，第二光透射/反射部单元66由二向色镜构成，该二向色镜反射具有第三波长范围的光的一部分，并使剩余光通过。可以使用偏振转换元件(未示出)将来自能量产生单元50的光的偏振态均匀地设置为s偏振态。相位差板65、第二光透射/反射单元66和波长选择单元30可以集成在一起。具体地，例如，相位差板可以用作构成波长选择单元30的基板。
图5A和图5B是示出实施方式3的光学装置10C和光源装置中的光的行为的概念图。
如图5A所示，例如，来自能量产生单元50的处于s偏振态的光被由偏振分束器构成的光透射/反射单元40’反射。然后，该光进入相位差板65，并且穿过相位差板65的光的一部分被第二光透射/反射单元66反射，再次进入相位差板65，以p偏振态从相位差板65发射，并穿过光透射/反射单元40’。
另一方面，如图5B所示，穿过第二光透射/反射单元66的光(剩余光)穿过波长选择单元30，并进入发光层结构体20。从发光层结构体20发射的光(例如绿色和红光)经由第二光透射/反射单元66再次进入相位差板65，从相位差板65发射，并穿过光透射/反射单元40’。
来自能量产生单元50的(例如，蓝光)、进入发光层结构体20、并直接从发光层结构体20发射的光(例如，蓝光)，或者由发光层结构体20反射的光，穿过由λ/4波长板构成的相位差板65并变为p偏振态，并穿过由偏振分束器构成的光透射/反射单元40’。另一方面，由发光层结构体20散射的光(例如，处于非偏振态的蓝光)穿过由λ/4波长板构成的相位差板65，到达s偏振态，被由偏振分束器构成的光透射/反射单元40’反射，并返回至能量产生单元50。
除了上述方面，实施方式3的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构与实施方式1的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构相同，因此省略其详细描述。
[实施方式4]
实施方式4也是实施方式1的变形例。如图6A所示，其为实施方式4的光学装置10D和光源装置的概念图，在实施方式4中，第一发光层21’也具有能量产生单元的功能，并发射具有第一波长范围的光511。具体地，第一发光层21’由诸如自发光元件之类的发光元件(例如，包括量子点LED、有机电致发光(EL)元件或无机EL元件的LED的单层结构或多层结构)构成。
图6B、图6C和图6D是示出实施方式4的光学装置10D和光源装置中的光的行为的概念图。
如图6B所示，从第一发光层21’发射的具有第一波长范围的光(黄光)511(由白色箭头指示)传播至波长选择单元30，并且具有第一波长范围的光511进入第二发光层22。
如图6C所示，传播至波长选择单元30的具有第一波长范围的光511与波长选择单元30碰撞。波长选择单元30使从发光层结构体20发射的具有第一波长范围的光511的一部分511-1和511-2(绿光和红光)通过。具有第一波长范围的光511的该部分511-1和511-2(绿光和红光)发射至光学装置10D和光源装置的***(照明光学***)的外部。另一方面，波长选择单元30将具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)返回至发光层结构体20。具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)未被第一发光层21’吸收，并且到达第二发光层22。
如图6D所示，第二发光层22基于从第一发光层21’发射出的光511(参见图6B)而发射具有第二波长范围的光512。第二发光层22还基于由波长选择单元30返回的具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)而发射具有第二波长范围的光512。具有第二波长范围的光512(包括被光反射单元24反射的具有第二波长范围的光512)穿过第一发光层21’并与波长选择单元30碰撞。波长选择单元30使具有第二波长范围的光512穿过。具有第二波长范围的光512被发射至光学装置10D和光源装置的***(照明光学***)的外部。
除了上述方面，实施方式4的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构与实施方式1的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构相同，因此省略其详细描述。
[实施方式5]
实施方式5也是实施方式1的变形例，并且涉及透射型光学装置。如图7A所示，其为实施方式5的光学装置10E和光源装置的概念图，在实施方式5中，光透射/反射单元71设置在发光层结构体的另一侧。来自能量产生单元50的光穿过光透射/反射单元71，并从发光层结构体20的另一侧进入发光层结构体20。从发光层结构体20发射的光被光透射/反射单元71反射。
在实施方式5中，例如，支撑基板26可以是由蓝宝石或玻璃构成的基板，并且波长选择单元30’可以是二向色镜。光透射/反射单元71可由二向色镜构成。这里，在将二向色镜用于光透射/反射单元71的情况下，光透射/反射单元71可被设计为使得：[E]来自能量产生单元50的光(例如，蓝光)穿过光透射/反射单元71；和[F]从发光层结构体20发射的光(例如，绿光和红光)被光透射/反射单元71反射。
图7B、图7C、图8A和图8B是示出实施方式5的光学装置10E和光源装置中的光的行为的概念图。
如图7B所示，从由蓝光发射激光元件构成的能量产生单元50发射的具有第三波长范围的蓝光513(由细实线表示)穿过光透射/反射单元71和第二发光层22，并与第一发光层21碰撞。具有第三波长范围的蓝光513的一部分穿过第一发光层21和波长选择单元30’，并被发射至光学装置10E和光源装置的***(照明光学***)的外部。
另一方面，第一发光层21藉由与第一发光层21碰撞的具有第三波长范围的蓝光513的剩余光而发射具有第一波长范围的光511。具体地，如图7C所示，蓝光513与第一发光层21碰撞，由此第一发光层21发射具有第一波长范围的光511(黄光)。具有第一波长范围的光511由白色箭头指示。具有第一波长范围的光511的一部分传播至波长选择单元30’，并且具有第一波长范围的光511的剩余部分进入第二发光层22。
如图8A所示，传播至波长选择单元30’的具有第一波长范围的光511与波长选择单元30’碰撞。波长选择单元30’使从发光层结构体20发射的具有第一波长范围的光511的一部分511-1和511-2(绿光和红光)穿过。具有第一波长范围的光511的一部分511-1和511-2(绿光、红光)被发射至光学装置10E和光源装置的***(照明光学***)的外部。另一方面，波长选择单元30’使具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)返回至发光层结构体20。具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)未被第一发光层21吸收，并到达第二发光层22。
如图8B所示，第二发光层22基于从第一发光层21发射的光511(参见图7C)而发射具有第二波长范围的光512。第二发光层22还基于通过波长选择单元30’返回的具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)而发射具有第二波长范围的光512。具有第二波长范围的光512(包括被光透射/反射单元71反射的具有第二波长范围的光512)穿过第一发光层21并与波长选择单元30’碰撞。波长选择单元30’使具有第二波长范围的光512穿过。具有第二波长范围的光512被发射至光学装置10E和光源装置的***(照明光学***)的外部。
[实施方式6]
实施方式6也是实施方式1的变形例。如图9A所示，其为实施方式6的光学装置10F和光源装置的概念图，在实施方式6中，能量产生单元50”设置在发光层结构体20和波长选择单元30”之间，并发射具有第三波长范围的光513。具体地，能量产生单元50”由诸如自发光元件之类的发光元件(例如，包括量子点LED、有机电致发光(EL)元件或无机EL元件的LED的单层结构或多层结构)构成。波长选择单元30”可由二向色镜构成。二向色镜可被设计为使得：[G]来自能量产生单元50”的光的一部分(例如，蓝光)通过；和[H]来自能量产生单元50”的光的剩余部分被反射，从发光层结构体20发射的光的一部分(例如，绿光和红光)通过，并且剩余光(例如，黄光)被反射。
图9B、图9C、图10A和图10B是示出实施方式6的光学装置10F和光源装置中的光的行为的概念图。
如图9B所示，从能量产生单元50”发射的具有第三波长范围的光(蓝光)513(由细实线表示)传播至波长选择单元30”，并且具有第三波长范围的光513进入第一发光层21。然后，由二向色镜构成的波长选择单元30”使具有第三波长范围的光513(蓝光)的一部分穿过并反射剩余光。被波长选择单元30”反射的具有第三波长范围的光513(蓝光)的剩余部分穿过能量产生单元50”，并进入第一发光层21。
如图9C所示，第一发光层21被具有第三波长范围的光513(蓝光)激发，并发射具有第一波长范围的光511(黄光)。具有第一波长范围的光511由白色箭头指示。具有第一波长范围的光511的一部分(由白色长箭头指示的光)穿过能量产生单元50”并传播至波长选择单元30”，而具有第一波长范围的光511的剩余光(由白色短箭头指示的光)进入第二发光层22。
如图10A所示，传播至波长选择单元30”的具有第一波长范围的光511(由白色长箭头指示的光)与波长选择单元30”碰撞。然后，波长选择单元30”使具有从发光层结构体20发射的具有第一波长范围的光511的一部分511-1和511-2(绿光、红光)穿过。具有第一波长范围的光511的一部分511-1和511-2(绿光和红光)被发射至光学装置10F和光源装置的***(照明光学***)的外部。另一方面，波长选择单元30”将具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)返回至发光层结构体20。具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)未被能量产生单元50”和第一发光层21吸收，并到达第二发光层22。
如图10B所示，第二发光层22基于从第一发光层21发射的光511(参见图9C)而发射具有第二波长范围的光512。同时，第二发光层22基于通过波长选择单元30”返回的具有第一波长范围的光511的剩余光511-3(黄光)(见图10A)而发射具有第二波长范围的光512。具有第二波长范围的光512(包括由光反射单元24反射的具有第二波长范围的光512)穿过第一发光层21和能量产生单元50”，并与波长选择单元30”碰撞。波长选择单元30”使具有第二波长范围的光512通过。具有第二波长范围的光512被发射至光学装置10F和光源装置的***(照明光学***)的外部。
除了上述方面，实施方式6的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构与实施方式1的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构相同，因此省略其详细描述。
尽管已经基于优选实施方式描述了本公开内容的光学装置、光源装置和投影仪，但是本公开内容的光学装置、光源装置和投影仪的配置和结构是可以适当改变的示例，并且构成本公开内容的光学装置的材料也是可以适当改变的示例。
构成本公开内容的投影仪的照明光学***、图像形成单元和投影光学***可以是众所周知的照明光学***、图像形成单元和投影光学***。
投影仪由光源装置、照明光学***、图像形成单元和投影光学***构成。从光源装置发出的光进入照明光学***，并且被成形为具有均匀的空间轮廓。从照明光学***发射的光被图像形成单元在空间或时间上分散，并且形成图像。图像形成单元的配置通常有三种类型：(1)三面板型，其使用基于红光形成图像的红光面板、基于绿光形成图像的绿光面板和基于蓝光形成图像的蓝光面板；(2)单面板型，其通过临时调制来自光源装置的光而使用一个面板；以及(3)双面板型，其具有(1)和(2)之间的配置。对于面板，例如，可以使用透射型或反射型液晶面板、MEMS镜面板或类似者。通过投影光学***将形成在面板上的图像投影到表面、物体或空间上。
将参照图13描述投影仪的配置。图13是示出配备有光源装置110的投影仪100的总体配置的示意图。在此，将以使用反射型液晶面板(LCD)执行光学调制的反射型三LCD投影仪作为示例进行描述。光源装置110可以是实施方式1至实施方式6中描述的光源装置中的任一种。
投影仪100依次包括光源装置110、照明光学***120、图像形成单元130和投影光学***140。
照明光学***120从光源装置110的位置开始依次包括复眼透镜121(121A、121B)、偏振转换元件122、透镜123、二向色镜124A、124B、反射镜125A、125B、透镜126A、126B、二向色镜127、以及偏振板128A、128B和128C。
复眼透镜121(121A、121B)使来自光源装置110的白光的亮度分布均匀化。偏振变换元件122起到将入射光的偏振轴设定为预定方向的作用，并且例如将p偏振光以外的光转换为p偏振光。透镜123将来自偏振转换元件122的光朝向二向色镜124A和124B收集。每个二向色镜124A和124B选择性地反射预定波长范围中的光，并且选择性地透射另一波长范围中的光。例如，二向色镜124A主要将红光朝向反射镜125A反射。二向色镜124B主要将蓝光朝向反射镜125B反射。这意味着主要是绿光透射通过两个二向色镜124A和124B，并且传播至图像形成单元130的反射型偏振板131C。反射镜125A将来自二向色镜124A的光(主要是红光)朝向透镜126A反射，反射镜125B将来自二向色镜124B的光(主要是蓝光)朝向透镜126B反射。透镜126A透射来自反射镜125A的光(主要是红光)，并且将光朝向二向色镜127收集。透镜126B透射来自反射镜125B的光(主要是蓝光)，并且将光朝向偏振板128B收集。二向色镜127选择性地反射绿光并且选择性地透射另一波长范围中的光。在此，来自透射透镜126A的光中的红光分量被透射。在来自透射透镜126A的光包括绿光分量的情况下，绿光分量被朝向偏振板128C反射。偏振板128A、128B和128C的每一者包括具有沿预定方向的偏振轴的偏振器。例如，在偏振转换元件122将光转换为p偏振光的情况下，偏振板128A、128B和128C的每一者透射p偏振光，并且反射s偏振光。
图像形成单元130包括反射型偏振板131A、131B和131C、反射型液晶面板132A、132B和132C、以及二向色棱镜133。
每个反射型偏振板131A、131B和131C分别透射与来自每个偏振板128A、128B和128C的偏振光的偏振轴具有相同偏振轴的光(例如，p偏振光)，并且反射具有另一偏振轴的光(s偏振光)。具体地，反射型偏振板131A将来自偏振板128A的p偏振红光朝向反射型液晶面板132A透射。反射型偏振板131B将来自偏振板128B的p偏振蓝光朝向反射型液晶面板132B透射。反射型偏振板131C将来自偏振板128C的p偏振绿光朝向反射型液晶面板132C透射。透射通过二向色镜124A和124B并进入反射型偏振板131C的p偏振绿光直接透射通过反射型偏振板131C并进入二向色棱镜133。此外，反射型偏振板131A反射来自反射型液晶面板132A的s偏振红光，并使其进入二向色棱镜133。反射型偏振板131B反射来自反射型液晶面板132B的s偏振蓝光，并使其进入二向色棱镜133。反射型偏振板131C发射来自反射型液晶面板132C的s偏振绿光，并使其进入二向色棱镜133。
每个反射型液晶面板132A、132B和132C分别执行红光、蓝光和绿光的空间调制。
二向色棱镜133将进入的红光、蓝光和绿光组合，并将组合的光朝向投影光学***140发射。投影光学***140包括透镜142至146和反射镜141。投影光学***140将从图像形成单元130发射的光放大，并将放大的光投射到屏幕(未示出)等。
图14是具有不同配置的投影仪的示意图。该投影仪是透射型三LCD投影仪，其使用透射型液晶面板(LCD)执行光学调制。
投影仪200包括：光源装置110；使用从光源装置110发射的光生成图像的图像形成单元220(包括照明光学***)；以及投射由图像形成单元220生成的图像的光的投影光学***240。
包括照明光学***的图像形成单元220包括积分器元件221、偏振转换元件222、聚光透镜223、二向色镜224和225、反射镜226、227和228、以及中继透镜231和232。图像形成单元220包括场透镜233(233R、233G、233B)、液晶光阀234R、234G和234B、以及二向色棱镜235。
积分器元件221具有将从光源装置110照射到液晶光阀234R、234G和234B的入射光调节为具有均匀的亮度分布的功能。例如，积分器元件221包括具有二维排列的多个微透镜(未示出)的第一复眼透镜221A、以及具有被排列成与上述微透镜一一对应的多个微透镜的第二复眼透镜221B。
从光源装置110入射到积分器元件221的准直光被第一复眼透镜221A的微透镜分离为多条光线，并且分别形成在第二复眼透镜221B的相应的微透镜上形成其图像。第二复眼透镜221B的每个微透镜用作次级光源，并且将多个准直光作为入射光发射到偏振转换元件222。
偏振转换元件222具有均匀地设定经由积分器元件221等入射的入射光的偏振态的功能。例如，该偏振转换元件222经由设置在光源装置110的发射侧上的聚光透镜223等发射包括蓝光B3、绿光G3和红光R3的光。
二向色镜224和225具有选择性地反射预定波长范围内的光并透射另一波长范围内的光的特性。例如，二向色镜224选择性地反射红光R3。二向色镜225从透射通过二向色镜224的绿光G3和蓝光B3中选择性地反射绿光G3。剩余的蓝光B3透射通过二向色镜225。由此，从光源装置110发射的光被分离为具有不同颜色的多个光。
分离的红光R3被反射镜226反射，在穿过场透镜233R时被准直，然后进入用于调制红光的液晶光阀234R。绿光G3在穿过场透镜233G时被准直，然后进入用于调制绿光的液晶光阀234G。蓝光B3穿过中继透镜231，被反射镜227反射，然后穿过中继透镜232并被反射镜228反射。被反射镜228反射的蓝光B3在穿过场透镜233B时被准直，然后进入用于调制蓝光的液晶光阀234B。
液晶光阀234R、234G和234B与提供包括图像形成的图像信号的信号源(例如，个人计算机)(未示出)电连接。每个液晶光阀234R、234G和234B基于所提供的每种颜色的图像信号来调制每个像素的入射光，并分别生成红色图像、绿色图像和蓝色图像。每种颜色的调制光(形成的图像)进入二向色棱镜235并被组合。二向色棱镜235将从三个方向入射的每种颜色的光会聚，并将组合的光朝向投影光学***240发射。
投影光学***240包括多个透镜241等，并且将由二向色棱镜235组合的光发射到屏幕(未示出)。由此，显示出全彩色图像。
本公开内容可具有以下配置。
[A01]
<光学装置>
一种光学装置，包括：
由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体；和波长选择单元，其中
所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上，
所述第一发光层发射具有第一波长范围的光，所述第二发光层基于从所述第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光，并且
所述波长选择单元使从所述发光层结构体发射的具有第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至所述发光层结构体，并且使具有第二波长范围的光穿过。
[A02]
根据[A01]所述的光学装置，其中
所述波长选择单元使来自所述发光层结构体的第一波长范围中的第一波段和第二波段的光穿过，并且
所述第二波长范围和所述第二波段至少部分地重叠。
[A03]
根据[A01]或[A02]所述的光学装置，其中
所述第二发光层基于通过所述波长选择单元返回至所述发光层结构体的第一波长范围的剩余光，进一步发射具有第二波长范围的光。
[A04]
根据[A01]至[A03]中任一项所述的光学装置，其中
所述第一发光层不吸收通过所述波长选择单元返回至所述发光层结构体的第一波长范围的剩余光。
[A05]
根据[A01]至[A04]中任一项所述的光学装置，其中
在所述发光层结构体的一侧与所述波长选择单元之间设置有透镜***，并且穿过所述透镜***并传播至所述波长选择单元的光被所述透镜***转换为准直光。
[A06]
根据[A01]至[A05]中任一项所述的光学装置，其中
所述第一发光层基于从能量产生单元提供的能量来发射具有第一波长范围的光。
[A07]
根据[A06]所述的光学装置，其中
所述能量产生单元由发光元件构成。
[A08]
根据[A07]所述的光学装置，其中
从所述能量产生单元提供至所述第一发光层的能量是具有第三波长范围的光。
[A09]
根据[A08]所述的光学装置，其中
在所述发光层结构体的另一侧上设置有光反射单元，并且
来自所述能量产生单元的光从所述发光层结构体的一侧进入所述发光层结构体。
[A10]
根据[A09]所述的光学装置，进一步包括
光透射/反射单元，其中
来自所述能量产生单元的光被所述光透射/反射单元反射，穿过所述波长选择单元，并进入所述发光层结构体，并且
从所述发光层结构体发射并穿过所述波长选择单元的光穿过所述光透射/反射单元。
[A11]
根据[A10]所述的光学装置，进一步包括：
相位差板，所述相位差板将来自所述能量产生单元的光控制为第一偏振态和第二偏振态；和第二光反射单元，其中
所述相位差板设置在所述能量产生单元与所述光透射/反射单元之间，并且
穿过所述相位差板并进入所述波长选择单元的光在所述第一偏振态下被所述光透射/反射单元反射，穿过所述波长选择单元，并进入所述发光层结构体，而在所述第二偏振态下则穿过所述光透射/反射单元，被所述第二光反射单元反射，再次进入所述光透射/反射单元，并被所述光透射/反射单元反射。
[A12]
根据[A10]所述的光学装置，其中
所述相位差板设置在所述光透射/反射单元与所述波长选择单元之间，
在所述相位差板与所述波长选择单元之间设置有第二光透射/反射单元，
被所述光透射/反射单元反射并穿过所述相位差板的光被所述第二光透射/反射单元部分地反射，再次进入所述相位差板，并穿过所述相位差板和所述光透射/反射单元，并且
穿过所述相位差板和所述第二光透射/反射单元的光穿过所述波长选择单元并进入所述发光层结构体。
[A13]
根据[A08]所述的光学装置，其中
在所述发光层结构体的另一侧上设置有光透射/反射单元，
来自所述能量产生单元的光穿过所述光透射/反射单元并从所述发光层结构体的另一侧进入所述发光层结构体，并且
从所述发光层结构体发射的光被所述光透射/反射单元反射。
[A14]
根据[A01]至[A05]中任一项所述的光学装置，其中
所述第一发光层还起到能量产生单元的作用，并发射具有第一波长范围的光。
[A15]
根据[A14]所述的光学装置，其中
所述第一发光层由发光元件构成。
[A16]
根据[A08]所述的光学装置，其中
所述能量产生单元设置在所述发光层结构体与所述波长选择单元之间。
[B01]
<光源装置>
一种光源装置，包括：
光学装置，其包括由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体、以及波长选择单元；和
能量产生单元，其中
所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上，
所述第一发光层发射具有第一波长范围的光，所述第二发光层基于从所述第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光，并且
所述波长选择单元使从所述发光层结构体发射的具有第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至所述发光层结构体，并且使具有第二波长范围的光穿过。
[B02]
<光源装置>
一种光源装置，包括：
根据[A01]至[A16]中任一项所述的光学装置；和
能量产生单元，其中所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上，
所述第一发光层发射具有第一波长范围的光，所述第二发光层基于从所述第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光，并且
所述波长选择单元使从所述发光层结构体发射的具有第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至所述发光层结构体，并且使具有第二波长范围的光穿过。
[C01]
<投影仪>
一种投影仪，包括：
光源装置，所述光源装置配备有光学装置和能量产生单元，所述光学装置包括由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体、和波长选择单元；
照明光学***；
图像形成单元；和
投影光学***，其中
所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上，
所述第一发光层发射具有第一波长范围的光，
所述第二发光层基于从所述第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光，
所述波长选择单元使从所述发光层结构体发射的具有第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至所述发光层结构体，并且使具有第二波长范围的光穿过，
由所述图像形成单元使用穿过所述波长选择单元的光形成图像，并且
由所述图像形成单元形成的图像被发送到所述投影光学***。
[C02]
<投影仪>
一种投影仪，包括：
根据[A01]至[A16]中任一项所述的光学装置；和
能量产生单元；照明光学***；
图像形成单元；和
投影光学***，其中
所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上，
所述第一发光层发射具有第一波长范围的光，
所述第二发光层基于从所述第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光，
所述波长选择单元使从所述发光层结构体发射的具有第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至所述发光层结构体，并且
使具有第二波长范围的光穿过，
由所述图像形成单元使用穿过所述波长选择单元的光形成图像，并且
由所述图像形成单元形成的图像被发送到所述投影光学***。
[参考符号列表]
10A、10B、10C、10D、10E、10F 光学装置
20、20’ 发光层结构体
21 第一发光层
21’ 自发光的第一发光层
22 第二发光层
23、26 支撑基板
24 光反射单元
25 透镜***
30、30’、330” 波长选择单元
40、40’ 光透射/反射单元
50、50” 能量产生单元
511 具有第一波长范围的光
511-1、511-2 具有第一波长范围的光的一部分
511-3 具有第一波长范围的剩余光
512 具有第二波长范围的光
513 具有第三波长范围的光
61 相位差板
62、64 1/4波长板(λ/4波长板)
63 第二光反射单元
65 相位差板(1/4波长板(λ/4波长板))
66 第二光透射/反射单元
71 光透射/反射单元

Claims (15)

1.一种光学装置，包括：
由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体；和波长选择单元，其中
所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上，
所述第一发光层发射具有第一波长范围的光，
所述第二发光层基于从所述第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光，并且
所述波长选择单元使从所述发光层结构体发射的具有所述第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至所述发光层结构体，并且使具有所述第二波长范围的光穿过。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中
所述波长选择单元使来自所述发光层结构体的所述第一波长范围中的第一波段和第二波段的光穿过，并且
所述第二波长范围和所述第二波段至少部分地重叠。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其中
所述第二发光层基于通过所述波长选择单元返回至所述发光层结构体的所述第一波长范围的剩余光，进一步发射具有所述第二波长范围的光。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其中
所述第一发光层不吸收通过所述波长选择单元返回至所述发光层结构体的所述第一波长范围的剩余光。
5.根据权利要求1所述的光学装置，其中
在所述发光层结构体的一侧与所述波长选择单元之间设置有透镜***，并且
穿过所述透镜***并传播至所述波长选择单元的光被所述透镜***转换为准直光。
6.根据权利要求1所述的光学装置，其中
所述第一发光层基于从能量产生单元提供的能量来发射具有所述第一波长范围的光。
7.根据权利要求6所述的光学装置，其中
所述能量产生单元由发光元件构成。
8.根据权利要求7所述的光学装置，其中
从所述能量产生单元提供至所述第一发光层的能量是具有第三波长范围的光。
9.根据权利要求8所述的光学装置，其中
在所述发光层结构体的另一侧上设置有光反射单元，并且
来自所述能量产生单元的光从所述发光层结构体的所述一侧进入所述发光层结构体。
10.根据权利要求9所述的光学装置，进一步包括
光透射/反射单元，其中
来自所述能量产生单元的光被所述光透射/反射单元反射，穿过所述波长选择单元，并进入所述发光层结构体，并且
从所述发光层结构体发射并穿过所述波长选择单元的光穿过所述光透射/反射单元。
11.根据权利要求10所述的光学装置，进一步包括：
相位差板，所述相位差板将来自所述能量产生单元的光控制为第一偏振态和第二偏振态；和第二光反射单元，其中
所述相位差板设置在所述能量产生单元与所述光透射/反射单元之间，并且
穿过所述相位差板并进入所述波长选择单元的光在所述第一偏振态下被所述光透射/反射单元反射，穿过所述波长选择单元，并进入所述发光层结构体，而在所述第二偏振态下则穿过所述光透射/反射单元，被所述第二光反射单元反射，再次进入所述光透射/反射单元，并被所述光透射/反射单元反射。
12.根据权利要求10所述的光学装置，其中
相位差板设置在所述光透射/反射单元与所述波长选择单元之间，
在所述相位差板与所述波长选择单元之间设置有第二光透射/反射单元，
被所述光透射/反射单元反射并穿过所述相位差板的光被所述第二光透射/反射单元部分地反射，再次进入所述相位差板，并穿过所述相位差板和所述光透射/反射单元，并且
穿过所述相位差板和所述第二光透射/反射单元的光穿过所述波长选择单元并进入所述发光层结构体。
13.根据权利要求8所述的光学装置，其中
在所述发光层结构体的另一侧上设置有光透射/反射单元，
来自所述能量产生单元的光穿过所述光透射/反射单元并从所述发光层结构体的所述另一侧进入所述发光层结构体，并且
从所述发光层结构体发射的光被所述光透射/反射单元反射。
14.一种光源装置，包括：
光学装置，所述光学装置包括由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体、以及波长选择单元；和
能量产生单元，其中
所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上，
所述第一发光层发射具有第一波长范围的光，
所述第二发光层基于从所述第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光，并且
所述波长选择单元使从所述发光层结构体发射的具有所述第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至所述发光层结构体，并且使具有所述第二波长范围的光穿过。
15.一种投影仪，包括：
光源装置，所述光源装置配备有光学装置和能量产生单元，所述光学装置包括由第一发光层和第二发光层构成的发光层结构体、和波长选择单元；
照明光学***；
图像形成单元；和
投影光学***，其中
所述波长选择单元设置在所述发光层结构体的一侧上，
所述第一发光层发射具有第一波长范围的光，
所述第二发光层基于从所述第一发光层发射的光而发射具有第二波长范围的光，
所述波长选择单元使从所述发光层结构体发射的具有所述第一波长范围的光的一部分穿过，使剩余光返回至所述发光层结构体，并且使具有所述第二波长范围的光穿过，
所述图像形成单元使用穿过所述波长选择单元的光形成图像，并且
由所述图像形成单元形成的所述图像被发送到所述投影光学***。
CN201980068902.XA 2018-10-26 2019-10-16 光学装置、光源装置和投影仪 Active CN112867968B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-201808 2018-10-26
JP2018201808 2018-10-26
PCT/JP2019/040638 WO2020085164A1 (ja) 2018-10-26 2019-10-16 光学装置、光源装置及びプロジェクタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112867968A CN112867968A (zh) 2021-05-28
CN112867968B true CN112867968B (zh) 2022-07-01

Family

ID=70330599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980068902.XA Active CN112867968B (zh) 2018-10-26 2019-10-16 光学装置、光源装置和投影仪

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11445156B2 (zh)
JP (1) JP7484718B2 (zh)
KR (1) KR20210080371A (zh)
CN (1) CN112867968B (zh)
WO (1) WO2020085164A1 (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012128340A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Seiko Epson Corp 光源装置及びプロジェクター
CN102563410A (zh) * 2011-12-04 2012-07-11 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置、投影装置和照明装置
CN104516180A (zh) * 2013-10-07 2015-04-15 中强光电股份有限公司 光波长转换模块、照明***以及投影装置
CN105659161A (zh) * 2013-12-27 2016-06-08 日本电气硝子株式会社 投影器用荧光轮、其制造方法及投影器用发光器件
JP2017075973A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置、および投写型映像表示装置
WO2017203782A1 (ja) * 2016-05-24 2017-11-30 ソニー株式会社 光源装置及び投影表示装置
JP2018092054A (ja) * 2016-12-06 2018-06-14 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置及びプロジェクター
CN108628071A (zh) * 2017-03-22 2018-10-09 精工爱普生株式会社 波长转换元件、光源装置以及投影仪

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090018132A (ko) 2006-05-15 2009-02-19 스퍼드닉, 인코포레이티드 주사 빔 디스플레이 시스템용 다층 형광 스크린
JP2009016268A (ja) 2007-07-06 2009-01-22 Nemoto & Co Ltd 平面光源
US7547114B2 (en) 2007-07-30 2009-06-16 Ylx Corp. Multicolor illumination device using moving plate with wavelength conversion materials
JP2010040976A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Sony Corp 発光素子及びこれを用いた照明装置並びに表示装置
JP5311137B2 (ja) 2009-09-28 2013-10-09 カシオ計算機株式会社 光源装置及び光源装置を備えたプロジェクタ
US9019595B2 (en) 2011-05-16 2015-04-28 VerLASE TECHNOLOGIES LLC Resonator-enhanced optoelectronic devices and methods of making same
JP2015143772A (ja) 2014-01-31 2015-08-06 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
JP6642052B2 (ja) * 2016-02-01 2020-02-05 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
WO2017199530A1 (ja) 2016-05-20 2017-11-23 ソニー株式会社 光源装置及び投影表示装置
KR102324696B1 (ko) 2016-07-04 2021-11-10 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 형광체를 이용한 발광 장치
CN108803213B (zh) 2017-04-27 2021-03-19 中强光电股份有限公司 波长转换滤光模块以及照明***

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012128340A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Seiko Epson Corp 光源装置及びプロジェクター
CN102563410A (zh) * 2011-12-04 2012-07-11 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置、投影装置和照明装置
CN104516180A (zh) * 2013-10-07 2015-04-15 中强光电股份有限公司 光波长转换模块、照明***以及投影装置
CN105659161A (zh) * 2013-12-27 2016-06-08 日本电气硝子株式会社 投影器用荧光轮、其制造方法及投影器用发光器件
JP2017075973A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置、および投写型映像表示装置
WO2017203782A1 (ja) * 2016-05-24 2017-11-30 ソニー株式会社 光源装置及び投影表示装置
JP2018092054A (ja) * 2016-12-06 2018-06-14 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置及びプロジェクター
CN108628071A (zh) * 2017-03-22 2018-10-09 精工爱普生株式会社 波长转换元件、光源装置以及投影仪

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210080371A (ko) 2021-06-30
JP7484718B2 (ja) 2024-05-16
WO2020085164A1 (ja) 2020-04-30
CN112867968A (zh) 2021-05-28
US11445156B2 (en) 2022-09-13
US20210400243A1 (en) 2021-12-23
JPWO2020085164A1 (ja) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8915597B2 (en) Light source apparatus and image display apparatus
JP5495791B2 (ja) 不要な光をリサイクルするためのカラー選択パネルを含む照明デバイスおよびその方法
JP5874058B2 (ja) 光源装置および投写型表示装置
JP5817109B2 (ja) 光源装置およびプロジェクター
US8632197B2 (en) Illumination system and wavelength-transforming device thereof
US10725307B2 (en) Wavelength conversion element, wavelength converter, light source apparatus, and projector
EP3467584B1 (en) Light source device and projection display device
CN109154768B (zh) 光源设备和投影显示设备
JP7509142B2 (ja) 光源装置および投射型表示装置
CN112867968B (zh) 光学装置、光源装置和投影仪
CN114859639A (zh) 光源装置和投影仪
WO2013038488A1 (ja) 照明光学系および投写型表示装置
CN112859499B (zh) 光源装置和投影仪
TWI501019B (zh) 光多工器暨回收器，及其組合的微投影機
JP2021156998A (ja) 光源装置およびプロジェクター
CN116804817A (zh) 光源装置和投影仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant