光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置制造方法及图纸

技术编号:2732680 阅读:121 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的课题是确保从半导体发光元件阵列射出的光的面内亮度的均一性。本发明专利技术提供一种光源装置10A,其特征在于具有:半导体发光元件阵列13,使多个半导体发光元件13R、13G、13B二维地排列在基板12上;聚光透镜14,使从上述半导体发光元件阵列13射出的光会聚;以及光导管11,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面11am、11bm、11cm,而且在上述光入射口侧的内部,使上述半导体发光元件阵列13和上述聚光透镜14朝向上述光出射口按顺序配置,并且大致沿上述聚光透镜14的聚光角θ1使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜14会聚的光从上述光出射口射出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能确保从半导体发光元件阵列射出的光的面内亮度均一性的光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置
技术介绍
最近,用于大画面显示高精细彩色图像的投射型显示装置被广泛应用,该高精细彩色图像是在高分辨率电视播放标准和计算机图形的UXGA(Ultra extended Graphics Array)标准中具有代表性的。上述投射型显示装置作为显示彩色图像的图像显示器件,有使用透过型或反射型的空间光调制元件(例如液晶面板)的器件,或使用DMD(Digital Micromirror Device数字微反射镜器件)的器件,根据在投射型显示装置中使用的图像显示器件的个数,有以时分技术显示RGB 3色的单板方式和分离显示RGB 3色的多板方式,通过上述方式的组合作为投射型显示装置,各种实施方式都适用,有使用上述中最引人注目的单板DMD的投射型显示装置(例如参照专利文献1)。此外,作为在投射型显示装置中使用的光源装置,有时使用消耗功率少、发热量小、寿命长的LED(Light Emitting Diode发光二极管)阵列(例如参照专利文献2)。专利文献1特开2000-78602号公报(第3~4页、图1)专利文献2特许第3319438号公报(第4~5页、图2)图16是表示现有例1的图像显示装置的方框图。图16所示的现有例的图像显示装置100是上述专利文献1(特开2000-78602号公报)公开的技术,以下参照专利文献1,进行简要的说明。如图16所示,在现有例1的图像显示装置100中,从构成光源的灯101射出的白色光借助于作为颜色选取装置的、自由旋转的彩色转盘102而被分离为红色(R)光、绿色(G)光、蓝色(B)光,被分离的各色光入射到安装有多个微小可动反射镜(未图示)的DMD(Digital Micromirror Device)103。其中,DMD 103是这样的器件,即在1个芯片上集成了多个微小可动反射镜,针对入射到芯片上的各色光,通过改变每一个微小可动反射镜的倾斜,来有选择的控制使各色光入射到投射透镜侧的ON状态和不使各色光入射到投射透镜侧的OFF状态。另一方面,R、G、B的颜色信号被输入时分多路复用电路104,在该时分多路复用电路104内,按照来自于颜色顺序控制电路105的颜色顺序信号,以与由彩色转盘102产生的颜色顺序相同的颜色顺序对R、G、B信号进行时分,然后供给DMD 103。此时,彩色转盘102针对被3分为120°的各模块,具有每个40°的R、G、B过滤器。然后,R、G、B各色光借助于由R、G、B各信号控制的DMD 103,在对应的期间内分别被反射,输出的R、G、B的光信号按顺序照射在屏幕S上,从而显示为彩色图像。此时,在比人的视觉反应时间短的时间内,把各色的信号一边高速地重复,一边时分地供给DMD 103,所以在人的视觉中,各种颜色被时间积分,从而作为包含白色的彩色图像被识别。上述现有例1的图像显示装置100适于光学系统的构成简单且小型化,所以被多数的投射型显示装置采用。另一方面,作为输出这样的彩色图像的投射型显示装置的光源,正在探讨使用LED等的半导体发光元件。图17(a)、(b)所示的现有例2的光源装置200是上述专利文献2(特许第3329438号公报)公开的技术,以下参照专利文献2进行简单说明。如图17(a)所示,在现有例2的光源装置200中,与二向棱镜201中彼此正交的3个侧面分别相向地配置有使多个红色LED二维地排列在R用基板202R上的红色LED阵列203R和与该红色LED 203R相向的透镜阵列204R、使多个绿色LED二维地排列在G用基板202G上的的绿色LED阵列203G和与该绿色LED阵列203G相向的透镜阵列204G、使多个蓝色LED二维地排列在B用基板202B上的蓝色LED阵列203B和与该蓝色LED阵列203B相向的透镜阵列204B。此时,如图17(b)所示,例如红色LED阵列203R的红色LED被集成为5×4列矩阵状,并且各红色LED以同一时序发光。从红色LED阵列203R射出的红色光借助于透镜阵列204R而被变换为平行性高的光,然后入射到二向棱镜201中。从红色LED阵列103R射出的红色光被二向棱镜201的红色反射镜反射。此外,从绿色LED阵列203G射出的绿色光透过二向棱镜101。从蓝色LED阵列203B射出的蓝色光被蓝色反射镜反射。这样,在二向棱镜101中,红色光、绿色光和蓝色光被合成,并从没有配置各色LED阵列203R、203G、203B的侧面射出。但是,在上述现有例1的图像显示装置100中,如果使用在上述现有例2的光源装置200中使用的红色LED阵列203R、绿色LED阵列203G、蓝色LED阵列203B来代替射出白色光的灯101,虽然能实现低消耗功率化、低放热化、长寿命化灯101,但也会产生如下的新问题。即,第一问题点是,对应于R、G、B各色的LED阵列203R、203G、203B,每个R、G、B都需要透镜阵列204R、204G、204B,而且需要成本很高的二向棱镜201,所以难以实现投射型显示装置和光源装置的低成本化、小型化。此外,第二问题点是,由于R、G、B各色的LED阵列203R、203G、203B内的各个LED之间的发光差异,发光亮度在平面内并不一定相同,当该差异随R、G、B而不同时,在显示白色光时,会表现出颜色不均匀,使图像显示质量明显下降。因此,希望光源装置根据发光亮度的比例,将多个RGB 3色的半导体发光元件(例如LED)排列在一个或多个基板上,并且针对各种颜色时分地驱动各色的半导体发光元件,从而确保来自于各色的半导体发光元件的各色光的面内亮度的均一性,并使用该光源装置的投射型显示装置。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述课题而提出的,第一专利技术是一种光源装置,其特征在于,具有半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上;聚光透镜,使从上述半导体发光元件阵列射出的光会聚;以及光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射口侧的内部,使上述半导体发光元件阵列和上述聚光透镜朝向上述光出射口按顺序配置,并且大致沿上述聚光透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜会聚的光从上述光出射口射出。第二专利技术是一种光源装置,其特征在于,具有3色的半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上,这些半导体发光元件分别相向地配置在二向棱镜中彼此正交的3个侧面上,在各个侧面上分别为不同的颜色,并且对于同一侧面发出同一颜色的光;聚光透镜,用在上述二向棱镜内交叉形成的第一、第二分色镜选择从上述3色半导体发光元件阵列射出的各色光的波长带,然后使从上述二向棱镜的光出射面射出的各色光会聚;以及光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射口侧附近配置上述二向棱镜,而且在上述光入射口内部配置上述聚光透镜,并且大致沿上述聚光透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜会聚的各色光从上述光出射口射出。第三专利技术是一种光源装置,其特征在于,该光源装置在上述第一或第二专利技术的光源装置的基础上,上述光导管为了一边用上述反射镜面反复反射被上述聚光透镜会聚的光(或各色光),一本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种光源装置,其特征在于,具有:半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上;聚光透镜,使从上述半导体发光元件阵列射出的光会聚;以及光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射 口侧的内部,使上述半导体发光元件阵列和上述聚光透镜朝向上述光出射口按顺序配置,并且大致沿上述聚光透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜会聚的光从上述光出射口射出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:面田学宫本律
申请(专利权)人:日本胜利株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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