投影型显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种投影型显示装置，适合采用固体光源来取代现有技术的灯作为其光源。该投影型显示装置，具有：射出白光的光源单元；将来自该光源单元的白光分离为红色R、绿色G、蓝色B三原色光的光分离光学系统；R、G、B的光调制单元，其对分离后的R、G、B的各偏振光分别根据影像信号进行光调制，形成R、G、B的各光学像；对由该R、G、B的光调制单元所形成的各光学像进行光合成的光合成单元；和将该合成后的光学像放大投影的投影单元，其中，上述光源单元，向上述R、G、B的光调制单元射出包含来自固体发光元件的激发光的从大致点光源射出的白光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及投影型显示装置，其利用透过型或反射型液晶面板，或者多个微镜排 列在一起的数字微镜器件(DMD)等，根据影像信号对来自光源的光进行光强度调制，并将所 形成的光学像放大投影；此外，特别涉及适于采用固体光源作为该光源的投影型显示装置。
技术介绍
将光学单元与驱动电路、电源电路以及冷却用风扇等一起收纳在框体中的投影型 显示装置，在例如日本特开10-171045号公报中已经公开，该光学单元使用光阀根据影像 信号对来自光源的光进行光强度调制，并将形成的光学像放大投影。在该现有的投影型显示装置中，尤其是为了在投影面上确保充分的亮度，作为照 明光学系统，主流上已通常利用单位输入功率的发光效率较高(例如701m/W)的超高压水银 灯作为光源。然而，如果使用产生白光的放电灯，则需要高压电源，其难以使用并且寿命短、耐 冲击性低，因此，为了取而代之，提出了利用发光二极管或激光二极管等固体光源作为投影 型显示装置的光源的各种方案。例如，在日本特开2002-268140号公报中，提出了将阵列状排列发射三原色即红 色R、绿色G和蓝色B的光的发光二极管而成的面状光源配置于按R、G、B对应的光调制器 (光阀)的背面的投影型显示装置。此外，在日本特开2004-341105号公报公开的投影型显示装置中，作为该投影型 显示装置的光源，使用作为固体光源的发射紫外线的发光二极管，使该紫外线依次照射由 R、G、B的荧光体层形成的色轮(colorwheel )，转换成R光、G光、B光，使各色光依次通过空 间调制器由投影透镜放大投影，从而显示光学像。另外，日本特开2009-277516号公报提出了为了防止紫外线带来的损伤，保证光 学部件的寿命，使用产生蓝光的发光二极管或激光发光器来取代上述发射紫外线作为激发 光的发光二极管。此外，日本特开2009-259583号公报公开了在使用多个发光二极管并将 射出的光线束会聚起来利用的情况下，用于消除尤其是来自绿色发光二极管的光量不足的 问题的结构。即，提出了具备第三光源的光源装置，利用分色镜对来自G色的发光二极管的 光合成来自B色的发光二极管的光(激发光)，该第三光源透过G光并且因吸收B光而激发 发射G光。
技术实现思路
如上所述，由于超高压水银灯大量地产生紫外线，对构成照明光学系统的液晶阀 和偏振片等——尤其是由有机物构成的部件产生很大的损伤，因此上述部件的寿命会减少。而且，该灯本身也会在比较短的时间内发生由于电极的耗损和发光管的白浊化而引起亮度降低。另外，还存在由于含有水银而导致废弃处理困难等问题。因此，如上所述，为了取代上述超高压水银灯，在上述的专利文献中提出了各种利用发光二极管或激光二极管等固体光源的投影型显示装置的光源，然而，尤其是作为投影型显示装置的光源，仍存在以下问题。S卩，投影型显示装置，利用透过型或反射型液晶面板，或者多个微镜排列在一起的数字微镜器件(DMD)等，根据影像信号对从以超高压水银灯为代表的发光效率高的点状光源射出的白光进行光强度调制，并将所形成的光学像放大投影(光学元件部分)。对于这一点，包括上述专利文献在内的现有技术所提出的光源装置(固体光源)不一定能提供适合投影型显示装置的光源。即，利用上述现有的光源装置得到的光，是将集聚配置在较大面积上的大量固体光源所射出的光会集而成的，因此，在采用上述的固体光源取代现有的水银灯——而不是形成光量足够的白光点光源的情况下，包含光强度调制部在内的光学系统部分不能得到充足的性能，造成投影面上产生白平衡的劣化和颜色不均。于是，本专利技术鉴于上述的现有的技术中所存在的问题点而完成，进一步地说，其目的是提供适合采用固体光源作为其光源的投影型显示装置。为了达成上述目的，本专利技术提供的投影型显示装置具有射出白光的光源单元； 将来自该光源单元的白光分离为红色R、绿色G、蓝色B三原色光的光分离光学系统；R、G、B 的光调制单元，其对分离后的R、G、B的各偏振光分别根据影像信号进行光调制，形成R、G、 B的各光学像；对由该R、G、B的光调制单元所形成的各光学像进行光合成的光合成单元；和将该合成后的光学像放大投影的投影单元，其中，上述光源单元向上述R、G、B的光调制单元射出包含来自固体发光元件的激发光的从大致点光源射出的白光。并且，根据本专利技术，在如上所述的投影型显示装置中，从上述光源单元射出的白光优选包含激发光和由该激发光所激发的来自荧光体的发光，上述荧光体优选射出与上述激发光相对于白色成补色关系的波长区域的光束。另外，上述激发光优选为B色光，来自 上述荧光体的发光优选为Y色光。更进一步地，从上述光源单元射出的白光，优选通过将来自上述半导体激光元件的B色的激光与来自上述荧光体的Y色的发光以分时的方式依次切换进行混色而生成。并且，根据本专利技术，在如上所述的投影型显示装置中，从上述光源单元射出的白光进一步优选为平行光，更进一步地，从上述光源单元射出的白光的偏振面优选统一为规定方向。此外，在上述光源单元的输出侧，还优选具备用于使从该光源单元射出的白光的偏振面统一为规定方向的单兀。另外，根据本专利技术，在如上所述的投影型显示装置中，R、G、B的光调制单元优选为透过型的液晶面板、反射型的液晶面板或者多个微镜排列在一起的数字微镜器件(DMD)，其中，该R、G、B的光调制单元，根据影像信号对从上述光源单元射出的白光中色分离得到的 R、G、B的各偏振光进行光调制,形成R、G、B的各光学像。根据上述的本专利技术，在投影型显示装置中，通过使用以固体光源作为光源的固体发光光源代替其照明光学系统，能够简单地适用于投影型显示装置，即使以固体发光元件作为光源，在其光学系统部分中仍可获得足够的性能，即，针对投影面上的白平衡的劣化和颜色不均的产生，能够提供相比现状得到改善的投影型显示装置。附图说明图1是表示投影型显示装置的整体结构的图。图2是对投影型显示装置中光源单元(固体发光光源)的结构以及详细原理进行说 明的图。图3是光源单元(固体发光光源)的纵截面图。图4是表示光源单元(固体发光光源)中的分离镜的特性的一例的图。图5是表示光源单元(固体发光光源)中的圆盘(圆轮)部件的详细结构的示意图。图6是表示由圆盘(圆轮)部件反射的激发光与因该激发而产生的荧光的关系的一 例的图。图7是表示在圆盘(圆轮)部件的表面形成凹部的其它例子的图。图8是表示将圆盘(圆轮)部件的其它例子中荧光的散射状态与不形成凹部的例子 进行比较的图。图9是表示圆盘(圆轮)部件另一其它的变形例的图。具体实施方式下面参照附图对实施方式进行详细说明。在各图中，对具有相同功能的构成要素 附以同一标记。首先，参照附图1说明作为一个实施例的投影型显示装置。其中，该图1表示了本 实施例涉及的投影型显示装置的整体结构，特别地表示了利用所谓透过型液晶面板进行与 影像信号相应的光强度调制的装置。此外，在本图中，在对配置于各色光的光路上的元件进 行区别时，在标记后附以表示色光的R、G、B，在没有必要区别时，省略色光的后缀。并且，在 本图中，为了明确偏振方向，引入局域右手直角坐标系。即，以光轴101作为Z轴，在与Z轴 正交的面内，以与图1的纸面平行的轴作为Y轴，以从图1的纸面内向外而去的轴作为X轴。 与X轴平行的方向称为“X方向”，与Y轴平行的方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影型显示装置，其特征在于，具有：出射白光的光源，其中该白光包含来自固体发光元件的激发光和由该激发光所激发的来自荧光体的发射光；将来自所述光源的白光分离为红色R、绿色G、蓝色B的色分离光学系统；对分离后的R、G、B的各光根据影像信号进行光调制的光调制单元；和将由所述光调制单元形成的各光学像放大投影的投影单元，其中所述荧光体在所述激发光入射的面具有多个凹部。

【技术特征摘要】
2010.02.05 JP 2010-0239111.一种投影型显示装置，其特征在于，具有出射白光的光源，其中该白光包含来自固体发光元件的激发光和由该激发光所激发的来自荧光体的发射光；将来自所述光源的白光分离为红色R、绿色G、蓝色B的色分离光学系统；对分离后的R、G、B的各光根据影像信号进行光调制的光调制单元；和将由所述光调制单元形成的各光学像放大投影的投影单元，其中所述荧光体在所述激发光入射的面具有多个凹部。2.如权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于所述多个凹部的每个凹部，形成为该凹部的开口部一侧比该凹部的凹陷部分大。3.如权利要求1或2所述的投影型显示装置，其特征在于所述发射光是与所述激发光相对于白色成补色关系的波长区域的光。4.如权利要求3所述的投影型显示装置，其特征在于所述固体发光元件是半导体激光元件。5.如权利要求4所述的投影型显示装置，其特征在于所述激发光是B色光，所述发射光是Y色光。6.如权利要求5所述的投影型显示装置，其特征在于所述白光是通过将所述B色光与所述Y色光以分时的方式依次切换进行混色而生成的光。7.如权利要求6所述的投影型显示装置，其特征在于所述白光，是通过由具有焦点的反射面构成的光束捕捉单元进行捕捉而获得的光。8.如权利要求1或2所述的投影型显示装置，其特征在于所述白光为大致平行的光。9.一种投影型显示装置，其特征在于，具有出射白光的光源，其中该白光包含来自固体发光元件的激发光和由该激发光所激发的来自荧光体的发射光；将来自所述光源的白光分离为红色R、绿色G、蓝色B的色分离光学系统；对分离后的R、G、B的各光根据影像信号进行光调制的光调制单元；将由所述光调制单元形成的各光学像放大投影的投影单元；和配置在所述固体发光元件与所述荧光体之间，使所述激发光透过并使来自所述荧光体的光反射的分离镜。10.如权利要求9所述的投影型显示装置，其特征在于所述分离镜，使G色光、R色光和B色光中的S偏振成分的光大致反射，使B色光中的P 偏振成分的光大致透过。11.如权利要求10所述的投影型显示装置，其特征在于所述发射光是与所述激发光相对于白色成补色关系的波长区域的光。12.如权利要求11所述的投影型显示装置，其特征在于所述固体发光元件是半导体激光元件。13.如权利要求12所述的投影型显示装置，其特征在于所述激发光是B色光，所述发射光是Y色光。14.如权利要求13所述的投影型显示装置，其特征在于所述白光是通过将所述B色光与所述Y色光以分时的方式依次切换进行混色而生成的光。15.如权利要求14所述的投影型显示装置，其特征在于所述白光，是通过由具有焦点的反射面构成的光束捕捉单元进行捕捉而获得的光。16.如权利要求10所述的投影型显示装置，其特征在于所述白光为大致平行的光。17.一种投影型显示装置，其特征在于，具有出射白光的光源，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村展之，平田浩二，池田英博，
申请(专利权)人：日立民用电子株式会社，
类型：发明
国别省市：