[发明专利]照明单元、投影显示单元和直视型显示单元

说明书

技术领域

本发明涉及利用诸如激光二极管（LD）的固态发光器件的照明单元，以及包括该照明单元的投影显示单元和直视型显示单元。

背景技术

近几年，将图像投射到屏幕上的投影仪不仅在办公室而且在家庭中得到广泛应用。典型的投影仪利用光阀调制发自光源的光，并将图像光投射到屏幕上，从而进行显示（例如，参考日本未审专利申请公开第2011-128634和2010-48903号）。最近，提出了手掌大小的超紧凑型投影仪、具有内置超紧凑型投影仪的移动电话。

发明内容

高强度气体放电灯是用于投影仪的主流光源。然而，因为放电灯具有相对较大的尺寸和高功耗，近年来，诸如发光二极管（LED）、激光二极管（LD）和有机EL（OLED）的固态发光器件作为放电灯的替代已经受到关注。相比放电灯，这些固态发光器件的优势不仅在于尺寸和功耗，还在于高可靠性。具体地，为了实现更高的辉度以及更低的功耗，利用作为点光源的LD提高光利用率是有效的。

因此，在用于投影仪等的光源（照明单元）中，通常，期望更高辉度的照明光和改善的光利用率，且期望利用简单（小）的构造来实现。

期望提供一种在实现更高辉度的照明光的同时，能够利用简单的配置改善光利用率的照明单元，以及都利用这种照明单元的投影显示单元和直视型显示单元。

根据本发明的实施方式，提供了一种照明单元，包括：一个或多个光源，每个都包括固态发光器件，固态发光器件自其发光区域发光，发光区域包括沿着预定方向排列的多个发光斑点；和光学部件，允许发自固态发光器件的光入射通过并从其出射，其中光学部件包括一个或多个改变自固态发光器件入射的光的指向角（directivity angle）的耦合透镜，固态发光器件包括单个芯片或多个芯片，单个芯片发射单波长范围内的光或多波长范围内的光，多个芯片发射相同波长范围内的光或彼此不同的波长范围内的光，具有多个发光斑点的固态发光器件中的单个芯片或多个芯片每个都包括激光二极管，且该一个或多个耦合透镜中的第一耦合透镜沿着发光区域中所述预定方向比沿着与预定方向垂直的方向具有更小的透镜效应，发自具有多个发光斑点的固态发光器件的激光入射在第一耦合透镜上。

根据本发明的实施方式，提供了配备有照明光学系统、空间调制装置和投影光学系统的投影显示单元，该空间调制装置基于输入图像信号调制来自照明光学系统的光以产生图像光，投影光学系统投射由空间调制装置产生的图像光，照明光学系统包括：一个或多个光源，其每个都包括固态发光器件，所述固态发光器件自其发光区域发射光，所述发光区域包括沿着预定方向排列的多个发光斑点；和光学部件，允许自固态发光器件入射的光通过并从其出射，其中光学部件包括一个或多个改变自固态发光器件入射的光的指向角的耦合透镜，固态发光器件包括单个芯片或多个芯片，单个芯片发射单个波长范围内的光或多波长范围内的光，多个芯片发射相同波长范围内的光或彼此不同的波长范围内的光，具有所述多个发光斑点的固态发光器件中的单个芯片或多个芯片每个都包括激光二极管，且该一个或多个耦合透镜中的第一耦合透镜沿着所述发光区域中预定方向比沿着与该预定方向垂直的方向具有更小的透镜效应，发自具有多个发光斑点的固态发光器件的激光入射在第一耦合透镜上。

根据本发明的实施方式，提供了配备有照明光学系统、空间调制装置、投影光学系统和透射式屏幕的直视型显示单元，所述空间调制装置基于输入图像信号调制来自所述照明光学系统的光以产生图像光，所述投影光学系统投射由所述空间调制装置产生的图像光，所述透射式屏幕显示从所述投影光学系统投射的图像光，所述照明光学系统包括：一个或多个光源，其每个都包括固态发光器件，所述固态发光器件自其发光区域发射光，所述发光区域包括沿着预定方向排列的多个发光斑点；和光学部件，其允许自固态发光器件入射的光通过并从其出射，其中光学部件包括一个或多个改变自固态发光器件入射的光的指向角的耦合透镜，固态发光器件包括单个芯片或多个芯片，单个芯片发射单个波长范围内的光或多个波长范围内的光，多个芯片发射相同波长范围内的光或彼此不同的波长范围内的光，具有所述多个发光斑点的固态发光器件中的单个芯片或多个芯片每个都包括激光二极管，且一个或多个耦合透镜中的第一耦合透镜在所述发光区域中沿着所述预定方向比沿着与预定方向垂直的方向具有更小的透镜效应，发自具有多个发光斑点的固态发光器件的激光入射在第一耦合透镜上。