CN107436526B - 一种光源装置以及投影显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光源装置以及投影显示装置。由于使半导体激光器的输出光聚光后照射到荧光体并进行激发而使荧光体发光这种方式的光源体积较大，因此导致投影显示装置的大型化。本发明采用通过楔形棱镜使短波长的平行光折射并压缩后再经聚光透镜组聚光而照射到荧光体的光学系统，从而能够实现非常小型的光源装置。利用该光源装置，能够使投影显示装置小型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备半导体激光器和荧光体的光源装置以及使用该光源装置的投影显示装置。
背景技术
近年来，开发出一种以高发光效率输出短波长的光的半导体激光器。提出了用这种半导体激光器的输出光激发荧光体而将波长转换后的光作为投影显示装置的光源来使用的技术方案。
专利文献1中记载了一种通过大口径透镜组使二维排列的半导体激光器的输出光聚光到荧光色轮，通过滤色片对受到激发的荧光色轮所发出的荧光进行光颜色选择，通过数字微镜器件(DMD，Digital Micromirror Device)等空间光调制器件对选择出的光进行调制的投影显示装置。
专利文献2中记载了一种通过多个反射镜和聚光透镜组使二维排列的半导体激光器的输出光聚光到荧光体而激发荧光体的光源装置以及投影显示装置。
专利文献3中记载了一种虽然不是投影显示装置但是作为光纤激光器的激发用而使半导体激光器的输出光入射到棱镜并在棱镜内面全反射后再从棱镜射出的聚光部件。
专利文献1：日本专利公开2014-160227号公报
专利文献2：日本专利公开2012-195064号公报
专利文献3：日本专利公开2008-28019号公报
在如专利文献1所记载的通过半导体激光器的输出光来激发荧光体的投影显示装置中，为了提高激发光的强度，需要使用多个半导体激光器。
因此，使用将半导体激光器二维排列的激发光源来确保激发光的强度，但因为半导体激光器若由于工作时的发热而产生高温则会造成工作不稳定或发光效率降低，所以在排列半导体激光器时的配置密度上存在局限性。
为此，当欲使用多个半导体激光器时，激发光源占有的面积增大，并且用于使激发光聚光的光学系统也占有较大的空间，从而导致投影显示装置的体积增大。
比如，在专利文献1所记载的装置中，需要使用能够覆盖二维排列的激发光源的占有面积的大口径的聚光透镜组。
在专利文献2所记载的装置中，通过多个反射镜和聚光透镜组使二维排列的半导体激光器的输出光聚光到荧光体，而为了精密地配置多个反射镜，需要大型且调节复杂的支撑结构，造成投影显示装置的体积庞大而不方便使用。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而做出的，目的在于提供一种通过非常小型的光学系统使二维排列的半导体激光器的输出光聚光到荧光体并进行激发的光源装置以及具备该光源装置的小型的投影显示装置。
本发明是一种光源装置，其特征在于，具备：两个发光器件阵列，以阵列状配置有多个蓝色激光光源；多个准直透镜，与各个所述蓝色激光光源相对应而设置；两个楔形棱镜，接受从所述准直透镜射出的平行光，使接受的平行光折射并作为压缩后的平行光而射出；以及聚光单元，使所述两个楔形棱镜射出的平行光聚光并照射到荧光体，所述两个发光器件阵列隔着所述聚光单元的中心线对称配置，所述两个楔形棱镜隔着所述聚光单元的中心线且以使楔形的顶角相对的方式对称配置；或者所述两个楔形棱镜隔着所述聚光单元的中心线且以使楔形的顶角相对的方式非对称配置，所述两个发光器件阵列隔着所述聚光单元的中心线非对称配置。
此外，本发明是一种投影显示装置，其特征在于，具备：光源装置；光颜色选择单元；反射式光调制器件或透射式光调制器件；以及投影镜头。所述光源装置具备：两个发光器件阵列，以阵列状配置有多个蓝色激光光源；多个准直透镜，与各个所述蓝色激光光源相对应而设置；两个楔形棱镜，接受从所述准直透镜射出的平行光，使接受的平行光折射并作为压缩后的平行光而射出；以及聚光单元，使所述两个楔形棱镜射出的平行光聚光并照射到荧光体，所述两个发光器件阵列隔着所述聚光单元的中心线对称配置，所述两个楔形棱镜隔着所述聚光单元的中心线且以使楔形的顶角相对的方式对称配置；或者所述两个楔形棱镜隔着所述聚光单元的中心线且以使楔形的顶角相对的方式非对称配置，所述两个发光器件阵列隔着所述聚光单元的中心线非对称配置。
根据本发明，能够提供一种通过非常小型的光学系统使二维排列的半导体激光器的输出光聚光到荧光体并进行激发的光源装置。进一步地，能够提供一种具备该光源装置的小型的投影显示装置。
附图说明
图1是作为第一实施方式的投影显示装置的概要结构示意图。
图2是光源装置的结构示意图。
图3的(a)是光源组件的俯视图，图3的(b)是光源组件的侧视图，图3的(c)是光源组件的其他方向的侧视图。
图4的(a)是光源模组的配置的一个例子，图4的(b)是光源模组的配置的另一个例子，图4的(c)是光源模组的配置的另一个例子。
图5是光源装置的结构示意图。
图6是作为第二实施方式的投影显示装置的概要结构示意图。
图7是光源装置的另一结构的示意图。
图8是光源装置的另一结构的示意图。
图9是光源装置的另一结构的示意图。
图10是光源装置的另一结构的示意图。
图11是光源装置的另一结构以及投影显示装置的概要结构的示意图。
符号说明
1…光源装置
11…光源组件
12…光源组件
13…楔形棱镜
14…楔形棱镜
15…聚光透镜组
16…具有荧光体的板状旋转体
31…模组基板
32…激光光源
33…准直透镜
130…光颜色选择色轮
160…光调制器件
180…投影镜头
190…投影屏幕
670…十字分色棱镜
682…红色(R)用透射式液晶面板
684…绿色(G)用透射式液晶面板
686…蓝色(B)用透射式液晶面板
690…投影镜头
115…抛物面反射镜
116…折回反射镜
911…二向色镜
914…二向色镜
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1示出作为本发明的第一实施方式的光源装置以及具备该光源装置的投影显示装置的概要结构。
(装置结构)
如图1所示，作为第一实施方式的投影显示装置具备光源装置1、中继透镜组120、光颜色选择色轮130、光通道140、照明透镜组150、光调制器件160、棱镜171、棱镜172、投影镜头180。也存在进一步具备投影屏幕190的情况。
光源装置1具备光源组件11、光源组件12、楔形棱镜13、楔形棱镜14、聚光透镜组15、具有荧光体的板状旋转体16。关于光源装置1后续会详细说明。
中继透镜组120是用于将光源装置1发出的光导向光颜色选择色轮130进而聚光到光通道140的入射口的透镜组，由单个或多个透镜构成。
照明透镜组150是将经光通道140传播的光整形为适于对光调制器件进行照明的光束的透镜组，由单个或多个透镜构成。
棱镜171和棱镜172共同构成内部全反射(TIR，Total Internal Reflection)棱镜。TIR棱镜使照明光进行内部全反射而以既定的角度入射到光调制器件，并使经光调制器件调制后的反射光朝向投影镜头180透射。
光调制器件160是基于图像信号对入射光进行调制的器件，使用以阵列状设置有微镜器件的DMD。但也可以使用诸如反射式液晶器件之类的其他的反射式光调制器件。
投影镜头180是用于将经过光调制器件调制后的光投影为图像的镜头，由单个或多个透镜构成。
投影屏幕190在构成背投式显示装置时使用，此外，虽然往往在正投式的情况下也设置，但是在用户向任意墙面等进行投影时未必需要具备。
(光源装置)
下面针对光源装置1进行详细说明。
图2是将图1的投影显示装置的光源装置1提取出来而显示的，具备光源组件11、光源组件12、楔形棱镜13、楔形棱镜14、聚光透镜组15、具有荧光体的板状旋转体16。
在图2中，C为聚光透镜组15的中心线。光源组件11和光源组件12相对于聚光透镜组的中心线C对称配置。同样，楔形棱镜13和楔形棱镜14也相对于聚光透镜组的中心线C对称配置。
首先针对光源组件进行说明。光源组件11和光源组件12各自具备：多个蓝色激光光源，以阵列状配置；以及多个准直透镜，与各个蓝色激光光源相对应而配置，蓝色激光光源和准直透镜被模组化。光源组件中使用的蓝色激光光源为发出蓝色光的半导体激光器。
为了对光源组件11以及光源组件12的内部结构进行说明，在图3的(a)中示出俯视图，在图3的(b)和图3的(c)中示出从不同方向观察的侧视图。
如图3的(b)和图3的(c)的侧视图所示，模组基板31、多个蓝色激光光源32以及多个准直透镜33被一体化为模组300。
如图3的(a)的俯视图所示，一个模组300包括蓝色激光光源32以2×4进行矩阵排列而成的发光器件阵列。但是一个模组中包括的矩阵排列的规模并不局限于此例，可以是更大规模的矩阵排列，也可以是纵向和横向为相同数量的矩阵排列。
从各激光光源32输出的光通过准直透镜33的作用而作为大致平行的光线从光源组件射出。
再者，可以由一个模组构成一个光源组件，但为了确保所需的光量，也可以由多个模组构成一个光源组件。
例如，可以如图4的(a)所示，将模组300横向排列多个来配置，也可以如图4的(b)或图4的(c)所示，将模组300在横向和纵向进行组合来配置。
接下来，对可以称为本发明的特征的部分，也就是将从光源组件射出的大致平行的光线通过作为折射光学系统的楔形棱镜进行压缩并导向聚光透镜组的部分进行说明。
图5是光源组件11、光源组件12、楔形棱镜13、楔形棱镜14以及聚光透镜组15的配置的示意图。
如前面所述，光源组件11和光源组件12相对于聚光透镜组的中心线C对称配置。同样，楔形棱镜13和楔形棱镜14也相对于聚光透镜组15的中心线C对称配置。
光源组件11和光源组件12被配置为从光源组件射出的平行光线相对于聚光透镜组的中心线C形成α的角度。将α称为棱镜入射光线的倾角。
楔形棱镜13以及楔形棱镜14各自具有光入射面S(IN)和光射出面S(OUT)，这些面所形成的顶角被设定为β。将β称为楔形棱镜的顶角。
楔形棱镜13的位置被设定为使得从光源组件11射出的平行光线大致垂直地入射到光入射面S(IN)，且进入棱镜内的平行光线在光射出面S(OUT)折射而与聚光透镜组的中心线C平行地射出。
同样，楔形棱镜14的位置被设定为使得从光源组件12射出的平行光线大致垂直地入射到光入射面S(IN)，且进入棱镜内的平行光线在光射出面S(OUT)折射而与聚光透镜组15的中心线C平行地射出。
将从光源组件射出的大致平行的光线的光路宽度设为A、将从楔形棱镜射出的大致平行的光线的光路宽度设为B时，根据本发明，可以使A＞B。在此，若将B/A设为压缩率CR，则CR越小于1，越能使聚光透镜组15小型化。根据本发明，通过折射来使入射到楔形棱镜的平行光射出并压缩，从而能够以非常小型的光学系统来实现小压缩率CR。
例如，使用发出蓝色光的半导体激光器作为激光光源时，作为楔形棱镜的材料，适合使用蓝色光的透射率高且便宜的玻璃材料BK7。BK7针对波长450nm的光的折射率是1.526。
使光源组件射出的平行光以倾角α＝32度行进来设置光源组件。将楔形棱镜的顶角β设为38.01度，使来自光源组件的平行光以入射角0度垂直入射到光入射面S(IN)。进入楔形棱镜内的光以38.01度的入射角入射到光射出面S(OUT)，在与大气的界面折射而作为与聚光透镜组15的中心线C平行的光线从楔形棱镜射出。这时，压缩率CR是0.434，即43％。
当然，根据本发明，用于实现小于1的压缩率的具体条件不仅仅局限于上述的例子。但为了通过折射来使光射出，需要使进入楔形棱镜内的光在光射出面S(OUT)与大气的界面不发生全反射。
在以入射角0度垂直入射到光入射面S(IN)的第一实施方式中，在光射出面S(OUT)发生全发射的条件通过下面的算式(1)给出。
θMax＝ARCSIN(1/n)...(1)
其中，在算式(1)中，θMax是进入棱镜内的光在光射出面S(OUT)全反射的角度，n是棱镜材料针对使用波长的折射率。
在使用BK7玻璃材料所呈现的针对波长450nm的光的折射率、即n＝1.526来计算的情况下，全反射角θMax为40.943度。
在不超过此界限的范围内，将折射率n＝1.526的棱镜可以实现的压缩率CR与倾角α、顶角β的组合的例子示于表1。
【表1】
| 倾角α | 顶角β | 压缩率CR(％) |
| 48 | 40.94 | 2 |
| 46 | 40.87 | 7 |
| 44 | 40.73 | 12 |
| 42 | 40.52 | 17 |
| 40 | 40.22 | 22 |
| 38 | 39.83 | 27 |
| 37.0 | 39.61 | 30 |
| 36 | 39.35 | 33 |
| 35 | 39.06 | 35 |
| 34 | 38.74 | 38 |
| 32 | 38.01 | 43 |
| 30 | 37.15 | 49 |
| 28 | 36.12 | 54 |
| 26 | 34.94 | 59 |
| 24 | 33.59 | 64 |
| 21.8 | 31.85 | 70 |
| 20 | 30.25 | 74 |
例如，从准直透镜射出而入射到所述楔形棱镜的平行光相对于聚光透镜组的中心线形成的倾角α优选为20度以上且48度以下。
关于压缩率CR，可以进行高压缩直到压缩率CR为2％。但是，如果缩小压缩率，就会接近前面求出的全反射条件，因此应注意光源或棱镜的配置即便只有少许的不准确，特性也会敏感地变化。
另外，表1中虽没有记载，但压缩率大于74％的光源装置也可以实现，而如果压缩率接近100％，则对使装置小型化这一目的的贡献会减小。
因此，如果考虑实用上的可靠性和小型化的优势，关于压缩率CR，30％以上且70％以下是理想范围。
或者，作为楔形棱镜的顶角β，31度以上且40度以下是理想范围。
如上所述，光源组件输出的平行光经楔形棱镜压缩而作为压缩后的平行光入射到聚光透镜组15。因此，能够缩小聚光透镜组的直径。
聚光透镜组15使入射光聚光到具有荧光体的板状旋转体16。
在本实施方式中，如图2所示，使用能够以旋转轴Ap为中心进行旋转的具有荧光体的板状旋转体来作为荧光体。
使用能够旋转的板状旋转体的理由是为了使被照射的区域移动，使得虽然对荧光体照射使蓝色激光聚光后的高强度的激发光，但是却不会持续照射固定点而发生烧灼劣化。
作为荧光体材料，使用通过照射蓝色激发光而能够发出含有红色成分和绿色成分的黄色光的材料。例如，YAG系列的荧光体材料(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce。
另外，在板状旋转体的一部分上，设置有不具有荧光体而使蓝色光直接透过的区域。因此，在使板状旋转体旋转时，会交替射出黄色光和蓝色光。
如上所述，在本实施方式中，采用通过楔形棱镜使短波长的平行光折射并压缩后再通过小型的聚光透镜组而激发荧光体的系统，从而能够实现非常小型的光源装置。
(投影显示装置的动作)
下面返回图1，对投影显示装置的整体动作进行说明。
从具有荧光体的板状旋转体16射出的光经过中继透镜组120，被导向光颜色选择色轮130。
光颜色选择色轮130是能够以旋转轴Ac为中心进行旋转的板状旋转体，以扇形配置有红绿蓝(RGB)各颜色的滤片。但如果入射的蓝色光的纯度高，也可以不设置蓝色(B)滤片而设置扇形缺口(光透射部)。
具有荧光体的板状旋转体16和光颜色选择色轮130同步进行旋转，从前者射出黄色光时，在配置红色(R)滤片期间，红色光透过光颜色选择色轮130；从前者射出黄色光时，在配置绿色(G)滤片期间，绿色光透过光颜色选择色轮130；从前者射出蓝色光时，在配置蓝色滤片期间，蓝色光透过光颜色选择色轮130。
透过光颜色选择色轮130的光经过光通道140和照明透镜组150而入射到作为TIR棱镜的棱镜。在棱镜171的全反射面反射的光以既定的角度入射到光调制器件160。
光调制器件160具有以阵列状设置的微镜器件，根据图像信号驱动各个微镜器件，将图像光以既定角度向棱镜171反射。图像光透过棱镜171以及棱镜172，被导向投影镜头，并投影到投影屏幕190上。
在以上说明的作为第一实施方式的投影显示装置中，通过楔形棱镜使平行光折射并压缩的本发明的光源装置适合作为小型的光源装置使用，能够实现投影显示装置的小型化。
[第二实施方式]
在第一实施方式中，使用了反射式光调制器件160，而在第二实施方式中，使用透射式光调制器件。
图6是作为本发明的第二实施方式的投影显示装置的概要结构示意图。
(装置结构)
如图6所示，第二实施方式的投影显示装置具备：光源装置1；中继透镜组610；第一透镜阵列620；第二透镜阵列630；偏光转换器件640；叠加透镜650；二向色镜660、661；反射镜662、663、664；十字分色棱镜670；红色(R)用透镜681；红色用透射式液晶面板682；绿色(G)用透镜683；绿色用透射式液晶面板684；蓝色(B)用透镜685；蓝色用透射式液晶面板686；投影镜头690。也存在进一步具备投影屏幕691的情况。
关于光源装置1，与第一实施方式大致相同。即，光源组件11、12射出的平行光经楔形棱镜13、14压缩而作为平行光入射到聚光透镜组15。聚光透镜组15使入射光聚光到具有荧光体的板状旋转体16。
从光源装置1射出的光通过中继透镜组610被导向第一透镜阵列620。第一透镜阵列620具备为了将光分割为多个子光束而以矩阵状配置的多个小透镜。第二透镜阵列630以及叠加透镜650使第一透镜阵列620的小透镜的图像成像于红色用透射式液晶面板682、绿色用透射式液晶面板684、蓝色用透射式液晶面板686的画面区域附近。第一透镜阵列620、第二透镜阵列630以及叠加透镜650使光源装置1的光强度在透射式液晶面板的面内方向均匀化。
偏光转换器件640将第一透镜阵列620分割的子光束转换为直线偏光。
二向色镜660是使红色光反射而使绿色光和蓝色光透过的二向色镜。二向色镜661是使绿色光反射而使蓝色光透过的二向色镜。
反射镜662和663是使蓝色光反射的反射镜。反射镜664是使红色光反射的反射镜。
成为直线偏光后的红色光经由红色用透镜681入射到红色用透射式液晶面板682，根据图像信号进行调制，并作为图像光射出。另外，在红色用透镜681和红色用透射式液晶面板682之间以及红色用透射式液晶面板682和十字分色棱镜670之间分别配置有入射侧偏光板(未图示)和出射侧偏光板(未图示)。
与红色光同样，绿色光经绿色用透射式液晶面板684调制、蓝色光经蓝色用透射式液晶面板686调制而作为图像光射出。
十字分色棱镜670是将四个直角棱镜粘结而构成，在粘结部的X形界面上，形成有介质多层膜。
从红色用透射式液晶面板682以及蓝色用透射式液晶面板686输出的图像光经介质多层膜向投影镜头690反射，从绿色用透射式液晶面板684输出的图像光朝向投影镜头690而透过介质多层膜。
各颜色的图像光被叠加并通过投影镜头690投影到投影屏幕691上。
即使在以上说明的作为第二实施方式的投影显示装置中，通过楔形棱镜使平行光折射并压缩的本发明的光源装置也适合作为小型的光源装置使用，能够实现投影显示装置的小型化。
[光源装置的其他实施方式]
在第一实施方式以及第二实施方式中，作为光源装置，示出了将从光源组件11射出的平行光线大致垂直地入射到楔形棱镜13的光入射面S(IN)的例子，但本发明的实施方式不局限于此。
例如，如图7所示，也可能存在光源组件11以及光源组件12的主平面与楔形棱镜13以及楔形棱镜14的光入射面S(IN)不平行的情况。即便从光源组件入射到楔形棱镜的光入射面S(IN)的平行光的入射角为相对于垂直方向5度以内的倾斜方向，也与前面说明的实施方式同样地能够通过折射来使平行光压缩而射出。
另外，在第一实施方式以及第二实施方式中，作为光源装置，示出了将两个楔形棱镜相对于聚光透镜组的中心线C对称配置的例子，但本发明的实施方式不局限于此。
例如，也可以为如图8所示相对于聚光透镜组的中心线C非对称的系统。在图8中，光源组件81和楔形棱镜83、光源组件82和楔形棱镜84分别成对。而且，光源组件81和楔形棱镜83承担跨过聚光透镜组的中心线C的区域，向聚光透镜组15射出平行光。
在图8的例子中，由两个楔形棱镜承担聚光透镜组的中心线C以上的区域，当然也可以使用三个以上的楔形棱镜。另外，也可以使用多个楔形棱镜来代替中心线C以下的区域的楔形棱镜14。
另外，还可以为如图9所示相对于聚光透镜组的中心线C非对称的系统。在图9中，使聚光透镜组的中心线C上方的楔形棱镜92的顶角大于下方的楔形棱镜14的顶角，使得上方的压缩率大于下方的压缩率。
另外，在以上说明的实施方式中，使用聚光透镜组作为使楔形棱镜的射出光聚光到荧光体的聚光单元，但本发明的实施方式不局限于此。
如图10所示，也可以使用抛物面反射镜115来代替聚光透镜组。荧光体配置在抛物面反射镜115的焦点位置。另外，在图10的光源装置中，通过设置折回反射镜116并经由折回反射镜而将荧光体配置在焦点位置，从而使光源装置进一步小型化。
另外，在以上的实施方式中，采用使透光性板状旋转体具有荧光体，经荧光体进行波长转换后的黄色光透过板状旋转体而射出的方案，但不局限于此。
例如，也可以是如图11所示的具备光源装置1的投影显示装置。
在图11所示的投影显示装置中，中继透镜组120、光颜色选择色轮130、光通道140、照明透镜组150、光调制器件160、棱镜171、棱镜172、投影镜头180、投影屏幕190与第一实施方式的投影显示装置相同。
在图11中，光源装置1具备：光源组件11；光源组件12；楔形棱镜13；楔形棱镜14；聚光透镜组15；反射黄色光而透过蓝色光的二向色镜911；反射黄色光的反射镜912；反射黄色光的反射镜913；反射黄色光而透过蓝色光的二向色镜914；透镜组915；透镜组916；透镜组917；具有荧光体的板状旋转体918。
从光源组件11以及光源组件12射出的蓝色平行光经楔形棱镜13以及楔形棱镜14压缩后，再经聚光透镜组15、二向色镜911、透镜组915聚光到板状旋转体918。
在板状旋转体918上，设置有用于使蓝色光透过的扇形缺口，相应于板状旋转体918的旋转，蓝色光的一部分经透镜组917整形后，透过二向色镜914而入射到中继透镜组120。
另外，在板状旋转体918的除了扇形缺口以外的区域具有荧光体，在本实施方式中，板状旋转体918不为透光性而是成为反射板。因此，荧光体发出的黄色光被板状旋转体反射而向透镜组915的方向射出。透镜组915为了有效地汇聚扩散的黄色光而被配置在与板状旋转体918接近的位置。黄色光经二向色镜911反射后，再经透镜组916、反射镜912、反射镜913和二向色镜914而入射到中继透镜组120。
如上所述，也可以是使光反射性板状旋转体具有荧光体并通过板状旋转体使波长转换后的黄色光反射而射出的光源装置1。
以上的实施方式所示的光源装置无论是在具有反射式光调制器件的投影显示装置中还是在具有透射式光调制器件的投影显示装置中均可使用。
另外，不言而喻，以上的实施方式所示的光源装置的结构部件的形状、大小、组合、配置等可以根据应用本发明的投影显示装置的结构和规格等各种条件而进行适当的变更。
Claims (11)
1.一种光源装置，其特征在于，具备：
两个发光器件阵列，以阵列状配置有多个蓝色激光光源；
多个准直透镜，与各个所述蓝色激光光源相对应而设置；
两个楔形棱镜，接受从所述准直透镜射出的平行光，使接受的平行光折射并作为压缩后的平行光而射出；以及
聚光单元，使所述两个楔形棱镜射出的平行光聚光并照射到荧光体，
所述两个发光器件阵列隔着所述聚光单元的中心线对称配置，所述两个楔形棱镜隔着所述聚光单元的中心线且以使楔形的顶角相对的方式对称配置；或者
所述两个楔形棱镜隔着所述聚光单元的中心线且以使楔形的顶角相对的方式非对称配置，所述两个发光器件阵列隔着所述聚光单元的中心线非对称配置。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
从所述准直透镜射出而入射到所述两个楔形棱镜的平行光相对于所述聚光单元的中心线形成的角度在20度以上且48度以下。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述两个楔形棱镜的顶角在31度以上且40度以下。
4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
从所述准直透镜射出的平行光入射到所述两个楔形棱镜的入射面的角度与垂直相比在5度以内的范围内。
5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述两个楔形棱镜通过折射而使平行的入射光作为压缩后的平行光射出时，出射光相对于入射光的压缩率在30％以上且70％以下。
6.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述聚光单元为聚光透镜组。
7.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述聚光单元为抛物面反射镜。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的光源装置，其特征在于，
所述荧光体形成于透光性板状旋转体。
9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的光源装置，其特征在于，
所述荧光体形成于光反射性板状旋转体。
10.一种投影显示装置，其特征在于，具备：权利要求1至9中的任意一项所述的光源装置；光颜色选择单元；反射式光调制器件；以及投影镜头。
11.一种投影显示装置，其特征在于，具备：权利要求1至9中的任意一项所述的光源装置；光颜色选择单元；透射式光调制器件；以及投影镜头。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102314053A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-01-11 | 精工爱普生株式会社 | 投影机 |
| CN103353703A (zh) * | 2010-01-29 | 2013-10-16 | 日立民用电子株式会社 | 投影型影像显示装置 |
| CN103676144A (zh) * | 2012-09-14 | 2014-03-26 | 日立视听媒体股份有限公司 | 扫描型投影装置 |
| CN103713456A (zh) * | 2012-10-09 | 2014-04-09 | 日立视听媒体股份有限公司 | 光源装置和使用它的投影型显示装置 |
| CN105190432A (zh) * | 2013-04-22 | 2015-12-23 | 日立麦克赛尔株式会社 | 光源装置和投影型影像显示装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11119151A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Minolta Co Ltd | 光源装置および投影装置 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103353703A (zh) * | 2010-01-29 | 2013-10-16 | 日立民用电子株式会社 | 投影型影像显示装置 |
| CN102314053A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-01-11 | 精工爱普生株式会社 | 投影机 |
| CN103676144A (zh) * | 2012-09-14 | 2014-03-26 | 日立视听媒体股份有限公司 | 扫描型投影装置 |
| CN103713456A (zh) * | 2012-10-09 | 2014-04-09 | 日立视听媒体股份有限公司 | 光源装置和使用它的投影型显示装置 |
| CN105190432A (zh) * | 2013-04-22 | 2015-12-23 | 日立麦克赛尔株式会社 | 光源装置和投影型影像显示装置 |
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