[发明专利]照明光学系统以及使用其的投影仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生多种颜色的照明光以形成多种颜色的图像光的照明光学系统，以及一种用于投影由照明光学系统提供的图像光的投影仪。 

背景技术

已经关注利用LED（Light Emitting Diodes:发光二极管）作为投影仪的光源的技术，该投影仪用于将图像投影在屏幕上，诸如液晶投影仪和DMD（Digital Micromirror Device:数字微镜设备）投影仪（参见专利文献1）。 

由于LED的更长的操作寿命和更高的可靠性，具有LED作为光源的投影仪提供更长操作寿命和更高可靠性的优点。 

然而，因为来自LED的光作为用于投影仪的光具有低亮度，所以在具有LED作为光源的投影仪中不能容易地获得具有充足亮度的图像。来自的光源的可以被显示面板利用作为投影光的光量受光学扩展量（etendue）限制。具体地，如果光源的发光面积和辐射角的乘积不等于或小于显示面板的入射面的面积和由照明光学系统的F数确定的入射角的乘积，则来自光源的光不能被有效地利用为投影光。 

对于使用LED的光源，如果发光面积增加，则可以增加光量，但是光源的光学扩展量变得更大。根据光学扩展量的限制，对于投影仪的光源，期望在不增加发光面积的情况下增加光量。然而，对于使用LED的光源，难以在不增加发光面积的情况下增加光量。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：JP2003-186110A 

发明内容

本发明要解决的问题 

仅使用LED的光源具有高光学扩展量的缺点。本发明寻求实现具有低光学扩展量、更长操作寿命和更高亮度的照明光学系统。 

解决该问题的手段 

根据本发明的照明光学系统包括：激光光源，该激光光源产生激发光；荧光体，该荧光体响应于激发光而产生荧光；光隧道，该光隧道将在其一端输入的激发光从其另一端输出到荧光体，并且从其该一端输出由荧光体产生的荧光；以及光学元件，该光学元件放置在激光光源和光隧道之间的光路内，并且反射激发光，但是允许荧光从其中通过。 

此外，根据本发明的投影仪包括上述照明光学系统。 

本发明的效果 

因为利用了使用具有高能量密度的激光作为激发光的荧光，本发明能够实现一种具有低光学扩展量、更长操作寿命和更高亮度的照明光学系统。 

附图说明

图1是示出了根据本发明的示例性实施例的照明光学系统的配置的框图。 

图2A是光学元件102的横截面视图。 

图2B是光学元件102的正视图。 

图3A是当从由激光光源101产生的激光的入射面侧看荧光轮104 时的照明光学系统的平面视图。 

图3B是示出了蓝色荧光区域201、绿色荧光区域202和红色荧光区域203的配置的横截面视图。 

图4是示出了根据本发明的另一示例性实施例的照明光学系统的配置的框图。 

图5A是示出了根据本发明的另一示例性实施例的照明光学系统的配置的框图。 

图5B是荧光体403的示出了其配置的横截面视图。 

图6是示出了根据本发明的另一示例性实施例的照明光学系统的配置的框图。 

图7是示出了使用图1中示出的示例性实施例的照明光学系统的投影仪的电路配置的框图。 

图8是示出了使用图4中示出的示例性实施例的照明光学系统的投影仪的电路配置的框图。 

具体实施方式

将参考附图在下文描述本发明的示例性实施例。在下文解释中，向相同附图标记分配具有相同功能的组件及其解释可以被省略。 

图1是示出了根据本发明的示例性实施例的照明光学系统的配置的框图。 

如图1中所示，示例性实施例的照明光学系统包括激光光源101、光学元件102、光隧道103、荧光轮104和反射棱镜105。 

激光光源101产生用作具有波长λ1的激发光的激光。由激光光源101产生的激光被光学元件102反射，通过光隧道103，并且进入荧光轮104。 

光学元件102位于在激光光源101和光隧道103之间的光路内。 

光学元件102是将激光通过光隧道103朝向荧光轮反射，并且允许由荧光轮104产生的荧光通过该光学元件的元件。在本示例性实施例中，光学元件102具有反射激光的反射部分，但是允许荧光通过除了反射部分以外的部分。 

图2A是光学元件102的横截面视图，并且图2B是光学元件102的正视图。