CN103543589A - 光源装置和投影仪 - Google Patents

Abstract

一种光源装置，包括偏振转换元件，荧光物质和光源元件。偏振转换元件具有p/s-偏振分束器膜以将入射光的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量。荧光物质发出可见光作为入射在p/s-偏振分束器膜上的入射光，可见光通过荧光物质由激发光激发而产生，并且具有比激发光的波长更长的波长范围的波长。光源元件发出具有预定波长的激光束，作为激发光以用该激发光照射荧光物质以使得具有从所述荧光物质出射的p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间的偏振面的激光束被发出作为入射光。

Description

光源装置和投影仪

技术领域

本公开涉及光源装置和利用该光源装置的投影仪。

背景技术

近年来，已经建议将激光源用作投影仪的光源的方法。日本专利申请公开号2012-3042（以下称为专利文献1）建议通过混有荧光物质的散射元件来散射激光从而使用激光的方法，所述激光是由激光源发出的相干光。在该光源装置中，当减少激光的相干性来减少输出光中的斑点噪声时，有可能通过结合激光本身和从由激光激发的散射元件发出的荧光的发光颜色来复制图像的颜色（例如，参见专利文献1的[0018]段等）。

当专利文献1的光源装置使用荧光时，该荧光为其光学损耗易于较大的随机偏振光（当在自然光状态下时，它的偏振方向是随机的），它被构造为使用偏振转换元件将荧光的偏振方向布置到相同方向，以便提高光的利用效率。偏振转换元件具有偏振分束器，反射镜和偏振旋转元件。入射到偏振分束器上的光被发出并通过分成第一偏振方向的偏振分量（p-偏振分量）中和与其正交的第二偏振方向的偏振分量（s-偏振分量）中而分支成两个光程。设置在两个光程之一中的偏振旋转元件使得光的偏振面旋转90度。通过反射镜等，两个光程平行地定向到偏振转换元件的出射表面。因而，允许入射在偏振分束器上的一个光束被发出并转换成具有相同的单偏振分量的两个光束。

发明内容

当为特别地没有偏振面的随机偏振光的荧光入射在偏振转换元件上时，荧光通过分支成与偏振分量对应的两个光程而被相对均匀地发出。然而，在为偏振光的激光入射在偏振转换元件上的情况下，存在这样的可能性，即光根据偏振面的取向将会被不均匀地发出到光程之一。从而，在光源装置的光源面（偏振转换元件的出射表面）中，当荧光的彩色光线分布不均匀时，激光的彩色光线会分布不均匀，因而光强度的分布根据颜色变得不均匀。

鉴于以上所述的情况，希望提供一种光源装置，和一种投影仪，其可减小每种颜色的光强度的不均匀性。

根据本公开的实施例，提供了一种光源装置，其包括偏振转换元件，荧光物质和光源元件。

偏振转换元件具有p/s偏振分束器膜，其能够将入射光的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量。

荧光物质能够发出可见光，作为入射在p/s-偏振分束器膜上的入射光，所述可见光通过荧光物质由激发光激发而产生，并且具有比激发光的波长更长的波长范围的波长。

光源元件能够发出具有预定波长的激光束，作为激发光以用该激发光照射荧光物质以使得具有从荧光物质出射的p偏振光的偏振面和s偏振光的偏振面之间的偏振面的激光束被发出，作为入射光。

通过将包括p-和s-偏振分量的状态下的入射光入射在偏振转换元件中的p/s-偏振分束器膜上，入射光可被发出并且以与为随机偏振光的另一颜色的可见光相同的方式分支成p-偏振分量的光程和s-偏振分量的光程。因此，可获得可减少每个颜色的光强度的不均匀性的光源装置。

光源装置可进一步地包括支撑构件，该支撑构件被构造为支撑光源元件以便将入射光的偏振面定位在p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间。

支撑构件在从光源元件发出的激光束的偏振面定向在合适方向的状态下支撑光源元件。这能使在包括p-和s偏振分量的状态下用从荧光物质发出的激光束照射p/s-偏振分束器膜。

支撑构件可支撑光源元件以使得相对于被设置为0°的基准偏振面的角度，其中基准偏振面是p-偏振分量和s-偏振分量处于1:1的比值的偏振面，入射光的偏振面的角度θ是-20°≤θ≤20°。希望地，支撑构件支撑光源元件以使得入射光的偏振面处于基本上等于基准偏振面的角度。

以上支撑构件的使用允许从荧光物质发出的激光束的偏振面以p-和s-偏振分量几乎彼此相等的角度范围内的角度定位，因而可补偿光强度的分布。

根据本公开的另一个实施例，提供了另一种光源装置，其包括偏振转换元件荧光物质，多个光源元件和支撑构件。

偏振转换元件具有p/s-偏振分束器膜，其能够将入射光束的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量。

荧光物质能够发出可见光，作为入射在p/s-偏振分束器膜上的入射光束，可见光通过荧光物质由激发光激发而产生，并且具有比激发光的波长更长的波长范围的波长。

多个光源元件的每个能够发出具有预定波长的激光束，作为激发光以用该激发光照射荧光物质以使得从荧光物质发出的多个激光束被发出，作为入射在p/s-偏振分束器膜上的多个入射光束。

支撑构件被构造为支撑多个光源元件以使得通过沿着多个入射光束的各个偏振面结合矢量的如从光轴方向看到的方向而获得的合成矢量的如从光轴方向看到的方向，位于p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间。

在入射光为来自光源元件的多个激光束的情况下，如果通过结合偏振面的多个取向（合成矢量的方向）可获得的偏振面的取向位于p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间，整体上能够通过p-和s-偏振分量照射p/s-偏振分束器膜。

支撑构件可被构造为放置多个光源元件以使得合成矢量的方向相对于其中p-偏振分量和s-偏振分量处于1:1的比值的偏振面被定向在如从光轴方向看到的±20°内。

通过可由结合来自光源元件的多个激光束的偏振面的多个取向获得的偏振面的取向被定向在p-和s-偏振分量几乎彼此相等的角度范围内，它整体上能够发出p-和s-偏振分量，因而可补偿光强度的分布。

多个光源元件可包括第一光源元件，其能够发出具有第一偏振面的激光束作为来自多个的入射光束的第一入射光束，以及第二光源元件，其能够发出具有第二偏振面的激光束作为来自多个入射光束的第二入射光束。支撑构件可被构造为放置第一光源元件和第二光源元件以使得第一偏振面和第二偏振面彼此垂直。

在来自两个光源元件的激光束的偏振面的取向彼此垂直的情况下，激光束的一个偏振面和另一个激光束的另一个偏振面具有彼此成反比的p-和s-偏振分量。因此，通过将它们加在一起，它可容易地补偿光强度的分布。

根据本公开的仍另一个实施例，提供了一种投影仪，其包括以上的至少一个光源装置和被构造为使用从光源装置发出的光产生图像的成像元件。

通过将以上所述的光源装置应用到投影仪，它能够减少图像的显示表面中的每个显示彩色的不均匀性，从而有助于改进图像质量。

如上所述，根据本公开的实施例，每个颜色的光强度的不均匀性，在光源装置中，可被减小。

本公开的这些及其他目的，特征和优点根据以下本发明的如在附图中示出的最佳方式实施例的详细描述将变得显而易见。

附图说明

图1是示出根据本公开的第一实施例的光源装置的构造的示意图；

图2是示出图1中的光的偏振态的示意图；

图3是示出图2中的激光源的示意图；

图4是示出入射的激光束的偏振面；

图5是示出通过光源装置的在偏振转换元件的出射表面处的光强度分布的示意图；

图6是示出根据第一比较例的光源装置的示意图；

图7是示出在图6所示的偏振转换元件的出射表面处的光强度分布的示意图；

图8是示出根据第二比较例的光源装置的示意图；

图9是示出在图8所示的偏振转换元件的出射表面处的光强度分布的示意图；

图10是示出根据第三比较例的光源装置的示意图；

图11是示出在图10所示的偏振转换元件的出射表面处的光强度分布的示意图；

图12是示出根据本公开的第二实施例的光源装置和通过该光源装置的光的偏振态的示意图；以及

图13是示出使用光源装置的投影仪的构造的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本公开的实施例。

<第一实施例>

图1是示出根据本公开的第一实施例的光源装置的构造的示意图。该光源装置1是用于通过将蓝色波长范围中的激光与从红到绿的波长范围的由被激光激发的荧光物质产生的光结合而发出白光的那种类型的投影仪的光源装置。

光源装置1包括激光源2、聚光透镜22、荧光轮3、准直光学系统4、积分器元件40、偏振转换元件5等。

作为光源元件的激光源2被构造为朝向荧光轮3发出预定波长范围的激光束。激光源2的例子是蓝色激光源，其能够激光振荡以产生具有光发射强度峰值在从400纳米到500纳米的波长范围的峰值波长的蓝色激光束B1。

聚光透镜22包括一个或多个凸透镜。聚光透镜22设置在激光源2和荧光轮3之间，位于从激光源2发出的激光束的光轴上。聚光透镜22聚集从激光源2发出的蓝色激光束B1。

荧光轮3具有盘状的传送蓝色激光束B1的基板31和设置在该基板31上的磷光体层32。荧光轮3设置成这样的方式以使得在基板31的没有设置磷光体层32一侧上的来自基板31的两个主表面的主表面朝向聚光透镜22一侧。在基板31的中心处，连接有用于驱动荧光轮3的电机35。荧光轮3具有在穿过基板31的中心的法线处的旋转轴33。荧光轮3被设置成以可围绕旋转轴33旋转。进一步地，荧光轮3设置成这样的方式以使得蓝色激光束B1的由聚光透镜22聚集的焦点位置与磷光体层32的位置重合。

磷光体层32包括荧光物质，其可由作为激发光的蓝色激光束B1激发并产生具有比激发光的波长更长的波长范围的波长的可见光。例如，磷光体层32包括一物质，该物质在由具有约445纳米的中心波长的蓝色激光激发时发出荧光，并且被构造为将由激光源2发出的蓝色激光束B1的一部分转换为包括从红到绿（即，黄色光）的波长范围的波长范围中的光，以及发出转换的光。这样的要使用的荧光物质的例子包括YAG（钇铝石榴石）荧光物质。

进一步地，通过在吸收一部分激发光时传送一部分激发光，磷光体层32也能够发出从激光源2发出的蓝色激光束B1。从而，从磷光体层32发出的光通过蓝色激发光和黄色荧光的混色而变成白光。为了这样传送一部分激发光，磷光体层32可包括填料粒子，其是例如具有光学透明度的颗粒材料。

通过基板31由电机35旋转，允许激光源2在使照射位置在磷光体层32相对运动时用激发光照射磷光体层32。因而，当避免由于在同一位置用激发光长时间照射导致的老化时，荧光轮3能使从激光源2获得蓝色激光束B1，以及获得由其转换产生的荧光。

准直光学系统4包括一个或多个凸透镜。准直光学系统4准直来自荧光轮3的光并且用准直光照射积分器元件40。

积分器元件40包括第一复眼透镜（fly-eye lens)41,其具有多个设置成二维阵列的微透镜，以及第二复眼透镜42，其具有多个布置成以便逐个对应于第一复眼透镜41的微透镜的多个微透镜。从准直光学系统4入射在积分器元件40上的准直光通过第一复眼透镜41的微透镜被分成多个光束。每个光束在第二复眼透镜42中的相应一个微透镜上成像。第二复眼透镜42的每个微透镜用作二次光源，并且可用多个几乎相等亮度的作为入射光的准直光束照射偏振转换元件5。

整体上，准直光学系统4和积分器元件40具有布置从激光源2和荧光轮3照射在偏振转换元件5上的入射光以补偿该入射光的亮度分布的作用。

偏振转换元件5具有布置从激光源2和荧光轮3发出并且穿过积分器元件40等入射在偏振转换元件5上的入射光的偏振态的作用。该偏振转换元件5被构造为穿过设置在光源装置1的出射侧上的重叠透镜150而发出包括例如蓝色激光束B2，绿光束G2和红光束R2的出射光。

图2是示出图1中的光的偏振态的示意图。可假定基本上聚光透镜22，准直光学系统4，积分器元件40等都没有显著影响光的偏振态。因此，它的示出和描述在下文中将被省略。

典型地，偏振转换元件5具有如从光轴方向看到的矩形的外形。参考图2，偏振转换元件5包括多个基板10a和多个基板10b，每个都具有在垂直于图2的平面的方向上延伸的条状形状。这些基板10a和10b设置成交替地布置，并且通过粘合层14彼此粘合。存在设置于该图的左侧的基板10a和基板10b之间的p/s-偏振分束器膜11。存在设置在该图的右侧中的基板10a和基板10b之间的全反射膜12。

基板10a和基板10b中的每个都是由例如玻璃的材料制作的透明的基板，其如图2所示，具有平行四边形形状，例如其中一对对角大约为45°和另一对对角大约135°。偏振转换元件5可以以下文方式产生的偏振转换元件。例如，准备了多个玻璃基板。对于一些玻璃基板（基板10a）的每个玻璃基板，p/s偏振分束器膜11沉积在它的主表面上。对于其余玻璃基板（基板10b）的每个玻璃基板，全反射膜12沉积在它的主表面上。在粘合基板10a，10b，10a，10b...之后，堆叠的基板以到主表面为45°的角切割以提供偏振转换元件5。切割面变为所述光的入射侧端面和出射侧端面的各自的切割面。这些基板的每个的厚度的例子是2毫米到4毫米。

在偏振转换元件5中，每个基板10b在光的出射侧端面上设置有光程相差膜（retardation film）13。进一步地，在偏振转换元件5中，每个基板10b在光的入射侧端面上设置有遮光膜15。当基板10b的光的入射侧设置有遮光膜15时，基板10a的光的入射侧没有设置遮光膜15。

通过使遮光膜15设置在基板10b的入射侧端面处，它允许来自磷光体层32的入射光从基板10a的端面进入偏振转换元件5。因为p/s偏振分束器膜11被设置为指向基板10a的入射侧端面的对角线方向，入射光在所述对角线方向上入射到p/s偏振分束器膜11上。

p/s-偏振分束器膜11是所谓的“PBS（偏振分束器）”，并且形成有电介质多层膜。p/s-偏振分束器膜11具有将入射光的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量的作用。p/s-偏振分束器膜11允许传送具有平行于“入射面（包括入射光和反射光的光轴的平面）”的偏振面的p-偏振分量，并且反射具有正交于入射面的偏振面的s-偏振分量。

全反射膜12是形成有金属膜例如铝或电介质多层膜的镜子。通过反射已经由p/s-偏振分束器膜11反射的光以入射在全反射膜12（s-偏振光），全反射膜12允许s-偏振光的光程平行于已经传送过p/s-偏振分束器膜11（p-偏振光）的光的光程。

光程相差膜13具有半波片的作用，该半波片具有使入射光的偏振方向旋转90°的作用。因而，已经传送过p/s-偏振分束器膜11以入射在光程相差膜13上的p-偏振光被发出，通过光程相差膜13变为s-偏振光。

整体上，偏振转换元件5被构造为将包括在从磷光体层32发出的光中的偏振分量转换为从基板10b发出的s-偏振光，并且将包括在由磷光体层32发出的光中的s-偏振分量维持为要从紧挨着基板10b的基板10a发出的s-偏振光。

在此，将描述包括在从磷光体层32发出的光中的偏振分量。

如图2所示，从磷光体层32发出的光包括作为荧光的绿光束G1和红光束R1，为来自激光源2的激发光的蓝色激光束B1的一部分。

红光束R1和绿光束G1，其都是荧光，是特别地没有偏振面的随机偏振光并且包括p-偏振分量和s-偏振分量。因此，红光束R1和绿光束G1的每个可通过p/s-偏振分束器膜11被分成p-偏振分量和s-偏振分量。在随机偏振光的情况下，由于这样的偏振分量的比相对均匀，出射光被发出并分支成s-偏振光的光程（基板10a一侧的光程Ls）和p-偏振光的光程（基板10b一侧的光程Lp），将每个（图2中的出射光束R2和G2）的光量半分。

另一方面，蓝色激光束B1是处于维持作为激发光照射的蓝色激光束B1的偏振面的状态的线性偏振光。因此，入射在p/s-偏振分束器膜11上的蓝色激光束B1中的偏振分量的比例由从激光源2发出的蓝色激光束B1的偏振面的取向确定。

如图2所示，光源装置1设置有支撑基板20，作为支撑激光源2的支撑构件。支撑基板20可以是例如电路板。支撑基板20支撑激光源2以便将蓝色激光束B1的偏振面定位在p-偏振光的偏振面和s偏振光的偏振面之间。具体地说，蓝色激光束B1的偏振面的取向可由设置激光源2的取向确定。特别地，它可基于根据p/s-偏振分束器膜11确定的p-偏振面和s-偏振面，由围绕光轴的旋转角位置确定。

图3是示出激光源2的示意图。图3的上部是如从图2的相同方向看到的支撑基板20和激光源2的侧视图。图3的下部是如从光轴方向看到的它们的前视图。激光源2具有例如一对电极21。例如，如果这些电极21对齐的方向（由点划线所示的箭头的方向）与由该激光源那个发出的线性偏振激光的偏振面一致，激光源2可以这样的方式安装到支撑基板20以使得这些电极21的对齐方向位于p-偏振面和s-偏振面的取向之间。

例如，激光源2设置在取向上以使得蓝色激光束B1的偏振面靠近“基准偏振面”，其中基准偏振面是p-偏振分量和s-偏振分量为1：1的比例的偏振面。图4是用于示出入射激光束的偏振面的示意图。如图4所示，s-偏振面的角度和p-偏振面的角度可在基准偏振面的角度设置为0°时分别表示45°和-45°。

具体地说，支撑基板20可以这样的方式支撑激光源2以使得蓝色激光束B1的偏振面的角度θ为20°≤θ≤20°。在这样的角度θ的偏振面中，p-偏振分量和s-偏振分量的每个在约30%来70%的范围内。因而，这些偏振分量之间的不均匀性的量可减小。

偏振面的最希望的角度θ会是等于基准偏振面的角度的角度。换句话说，以45°偏振的光，其处于p-偏振光和s-偏振光的为直角的角度的中央值，是所希望的。

例如，如上所述，具有与基准偏振面重叠的偏振面的蓝色激光束B1通过p/s-偏振分束器膜11被分成p-偏振分量和s-偏振分量。蓝色激光束B1的p-偏振分量传送通过p/s-偏振分束器膜11作为p-偏振光，然后通过光程相差膜13变为s-偏振光，并且被发出。由p/s-偏振分束器膜11反射的光量和传送的光量基本相同。蓝色激光束B1的s-偏振分量由p/s-偏振分束器膜11和全反射膜12反射，并从没有设置出射侧的光程相差膜13的区域被发出，作为s-偏振光。

因此，为偏振光的蓝色激光束B1还可以以与为随机偏振光的另一颜色的可见光相同的方式被发出并且分支成p-偏振分量的光程Lp和s-偏振分量的光程Ls。通过入射光（B1）的偏振面，作为最希望的角度θ，与基准偏振面重叠，它可减少分支成左右光程的蓝色激光束B2之间的光量的不均匀性。

图5是示出通过光源装置1在偏振转换元件5的出射侧端面处出射光的强度分布的示意图。作为以上的结果，蓝色激光束B2以与红光束R2和绿光束G2几乎相同的均匀性分布。

<比较例1>

图6示意性地示出根据第一比较例的光源装置的光源装置，用于与根据第一实施例的光源装置1比较。类似于以上实施例的部件由相同的附图标记表示。

根据第一比较例的该光源装置100是以光源装置1相同的方式将激光用作蓝光并将荧光用作比蓝光的波长范围更长的彩色光（红光和绿光）的光源装置。光源装置100包括和图2所示的光源装置1中的相同的偏振转换元件5。然而，不象光源装置1，激光源91设置成以便用作为入射光的s-偏振光照射偏振转换元件5。为s-偏振光的蓝色激光束Bs全部由p/s-偏振分束器膜11反射以入射到全反射膜12上，并且在s-偏振光一侧（右侧）的光程Ls处发出。在该情况下，蓝色激光没有在p-偏振光一侧（左侧）的光程Lp处发出。

图7示出在该光源装置100的偏振转换元件5的出射侧端面处出射光的强度分布。在该光源装置100中，因为出射的蓝色激光没有均匀地发出到所述光程之一，因此在出射表面处的蓝光的强度分布变得显著是不均匀的，并且难以获得如红光和绿光这样的均匀性。这导致要发出的白光变得不均匀的问题。

<比较例2>

图8示意性地示出根据第二比较例的光源装置。图9示出了在该光源装置200的偏振转换元件5的出射侧端面处出射光的强度分布。在该第二比较例中，激光源92设置成以便用作为入射光的p-偏振光照射偏振转换元件5。在该情况下，为p-偏振光的蓝色激光束Bp全部传送通过p/s-偏振分束器膜11以入射在光程相差膜13上，并且变为s-偏振光。因而，蓝色激光全部在左侧的光程Lp处发出，并且没有在s-偏振光一侧（右侧）发出。从而，如图9所示，在出射表面处的蓝光的强度分布与红光和绿光比较起来变得显著不均匀，白光变得不均匀。

<比较例3>

图10示意性地示出根据第三比较例的光源装置。图11示出在该光源装置310的偏振转换元件95的出射侧端面处出射光的强度分布。在该情况下，设置在偏振转换元件95上的全反射膜12和与其邻近的粘合层14的位置与以上所述的偏振转换元件5相比彼此相反。也就是说，全反射膜12形成在每个基板10c上，粘合层14设置在该图的右侧的该全反射膜12和基板10d之间。

激光源93设置成以便用作为入射光的s-偏振光照射偏振转换元件95。在根据第三比较例的光源装置310中，作为入射光的整个蓝色激光束Bs由p/s-偏振分束器膜11反射以与第一比较例相同的方式（参见图6）入射在全反射膜12上。

如图6已经看到的，在光源装置100中，蓝色激光束Bs在穿过粘合层14之后进入全反射膜12，并且由全反射膜12反射以再次穿过粘合层14。当穿过粘合层14的蓝色激光束Bs的量变得更大时，关注可老化的粘合层14。如图10所示的光源装置310允许蓝色激光束Bs由全反射膜12进行全反射而没有穿过粘合层14，因而可避免粘合层14的光老化。然而，如图11所示，仍存在在偏振转换元件95的出射表面处蓝光的强度分布是不均匀的的问题。

通过根据以上所述的第一实施例的光源装置1，进入全反射膜12上的粘合层14的s-偏振分量的量可减小至入射在p/s-偏振分束器膜11上的蓝色激光束B1的量的一半。这也能使抑制由于光引起的粘合层14的老化

从防止由于光引起的粘合层14的老化的这样的观点，还可能的是，在光源装置1中，光源装置310的偏振转换元件95被使用而不是偏振转换元件5。

然而，在制造该偏振转换元件95时，需要在基板10c的使p/s-偏振分束器膜11形成在其一侧上的相对侧的表面上形成全反射膜12。换句话说，仍存在花费更多的生产工艺的问题，因为需要在基本的两侧上形成膜。

尽管光源装置1使用可由相对简单工艺制造的偏振转换元件5，但是光源装置1还能够通过减少穿过每个粘合层14的激光量来抑制粘合层14的老化（deterioration）。因此，它可避免偏振转换元件的可靠性的降低而没有增加生产费用。

<第二实施例>

图12是示出根据本公开的第二实施例的光源装置中的激光源的示意图。在这个实施例中，与包括在根据第一实施例的光源装置1中的基本相同的构件、特征等的描述将被简化或省略，并且不同之处将被主要描述。

该光源装置具有多个光源元件，其包括激光源201和202。多个光源元件可以是用包括例如与激光源202一样多的激光源201的许多激光源201和202形成的激光阵列。

激光源201（第一光源元件）在预定取向上被安装到支撑基板20以便用具有第一偏振面的蓝色激光束B11（第一入射光束）照射磷光体层32和p/s-偏振分束器膜11。激光源202（第二光源元件）在一取向上被支撑基板20以使得它能够发出具有与所述第一偏振面的取向不同的偏振面（第二偏振面）的蓝色激光束B12（第二入射光束），作为激光源201的对应物。

具体地说，如图12所示，为基本相同的元件的激光源201和激光源202以这样的方式由支撑基板20支撑以使得围绕激光源201和202的每个的旋转角位置彼此移开。例如，通过将旋转角位置之间的差值设定为90°，入射在p/s-极化分束器膜11上的多个激光束的第一偏振面和第二偏振面可彼此垂直。

在图12中，激光源201设置成以便发出具有p-偏振光的偏振面的蓝色激光束B11，激光源202设置成以便发出具有s偏振光的偏振面的蓝色激光束B12。激光源201和202可照射具有p-和s-偏振分量的p/s-偏振分束器膜11。因此，蓝色激光束B2可在p-偏振分量的光程Lp和s-偏振分量的光程Ls处发出（参见图2），因而可减少出射光束的不均匀性。

<投影仪>

图13是示出其中可安装图1或图2所示的光源装置的投影仪100的示意图。投影仪100利用从光源装置发出的光的光学引擎50。光学引擎50包括二向色镜210和220，镜子230，240和250，中继透镜260和270，物镜300R，300G和300B；和作为成像元件的液晶光阀400R，400G和400B，二向色棱镜500和投影光学系统600。

二向色镜210和220具有有选择反射预定波长范围的彩色光并且传送其他波长范围的光的特性。参考图12，例如，二向色镜210选择性地反射红光束R2。二向色镜220从已经传送过二向色镜210的绿光束G2和蓝色激光束（蓝光束）B2选择性地反射绿光束G2。其余的蓝光束B2传送过二向色镜210。从而，从光源装置1发出的光分成不同颜色的多个彩色光。

单独的红光束R2由镜子230反射，并且通过穿过物镜300R准直，然后它进入液晶光阀400R用于红光的调制。绿光束G2通过穿过物镜300G被准直，然后它进入液晶光阀400g用于绿光的调制。蓝光束B2穿过中继透镜260并且由镜子240反射。它进一步地穿过中继透镜270并且由镜子250反射。已经由镜子250反射的蓝光束B2通过穿过物镜300B被准直，然后它进入液晶光阀400B用于蓝光的调制。

液晶光阀400R，400G和400B与信号源（例如，个人计算机等）（未示出）电连接用于供给包括图像信息的图像信号。液晶光阀400R，400G和400B通过基于要供给的每种颜色的图像信号调制每个像素的入射光来分别地产生红色图像，绿色图像和蓝色图像。调制的彩色光（形成全色影象图像）入射在二向色棱镜500上并且被结合。二向色棱镜500通过重叠从三个方向入射的各个彩色光来结合，并且将结合的光发出到投影光学系统600。投影光学系统600用由二向色棱镜500结合的光来照射屏蔽（未示出）。从而，显示全色图像。

由于在供给到光学引擎50的每个彩色光的出射表面处的强度分布由光源装置1变得均匀，因此这个投影仪100可在结合激光的蓝色图像与荧光的红色和绿色图像时减少颜色的变化。因此，它能够减少图像的显示表面中的每个显示颜色的不均匀性，并且有助于图像质量的改进。

<其他实施例>

在其中设置如上所述的第二实施例中的多个激光源的情况下，蓝色激光束B11和B12的两个不同的偏振面的取向不限于以上的例子。例如，这些偏振面的一个或两个可位于p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间。

在其中设置了多个激光源的情况下，多个蓝色激光束的偏振面的取向不限于两个方向。例如，多个激光源可以这样的方式设置以使得多个蓝色激光束包括三个或以上的蓝色激光束，其在不同的取向上具有它们各自的偏振面。这允许具有不同的偏振面的多个蓝色激光束入射在p/s-偏振分束器膜11上，因而入射光当然可包括p-偏振分量和s-偏振分量。因此，可获得与如上所述相同的效果。

在这样的情况下，多个激光源可由支撑基板以这样的方式支撑以使得通过由激光源沿着各个偏振面结合矢量的如从多个激光源的光轴方向看到的方向获得的合成矢量的方向，位于p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间。特别地，合成矢量的角度θ1，在基准偏振面被设定为0°时，希望在-20°≤θ1≤20°的范围内。最希望的实施例是其中角度θ1基本上等于基准偏振面0°的实施例。

以上所述的希望的关于角度θ（和θ1）的实施例是-20°≤θ≤20°，这还可是-15°≤θ≤15°，-10°≤θ≤10°或者-5°≤θ≤5°。

在以上实施例中，蓝色激光被用作激发磷光体层的激发光。然而，这不限于此，而是蓝紫色到紫色中的激光也可被用作激发光。在这样的情况下，荧光物质材料可根据蓝紫色到紫色中的激光的波长范围（例如，中心波长405nm，420nm等）合适地选择。

在以上实施例中，描述了其中激光源以这样的方式被安装在支撑基板20上以使得偏振面的角度被构造的例子。然而，不是激光源的这样的安装角，它可具有这样的构造，即其中通过激光源的偏振面的角度由一元件设置以将偏振面布置成预定角度。例如，这样的元件可包括将从激光源发出的光转换成随机偏振光的元件；和从随机偏振光选取在预定取向上具有偏振面的光的元件。

可结合来自以上实施例的特征部分的至少两个特征部分。

本公开可从以下构造获得。

（1）一种光源装置，包括：

具有p/s-偏振分束器膜的偏振转换元件，所述p/s-偏振分束器膜能够将入射光的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量；

能够发出作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光的可见光的荧光物质，所述可见光通过所述荧光物质由激发光激发而产生，并且具有比所述激发光的波长更长的波长范围的波长；以及

能够发出具有预定波长的激光束的光源，所述激光束作为所述激发光以用该激发光照射所述荧光物质以使得从所述荧光物质出射的具有在p-偏振光的偏振面和s偏振光的偏振面之间的偏振面的激光束被作为所述入射光发出。

（2）根据（1）的光源装置，进一步包括：

支撑构件，该支撑构件被构造为支撑所述光源元件以便将所述入射光的偏振面定位在所述p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间。

（3）根据（2）的光源装置，其中

所述支撑构件被构造为支撑所述光源元件以使得相对于被设定为0°的基准偏振面的角度，所述入射光的偏振面的角度θ，其中所述基准偏振面是其中所述p-偏振分量和所述s-偏振分量为1:1的比值的偏振面，是-20°≤θ≤20°。

（4）根据（3）的光源装置，其中

所述支撑构件被构造为支撑所述光源元件以使得所述入射光的偏振面处于基本等于所述基准偏振面的角度。

（5）一种光源装置，包括：

具有p/s-偏振分束器膜的偏振转换元件，所述p/s-偏振分束器膜能够将入射光束的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量；

能够发出可见光的荧光物质，所述可见光作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光束，所述可见光通过所述荧光物质由激发光激发而产生，并且具有比所述激发光的波长更长的波长范围的波长；

多个光源元件，每个光源元件能够发出具有预定波长的激光束，该激光束作为所述激发光以用该激发光照射所述荧光物质以使得从所述荧光物质出射的多个激光束被发出作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的多个入射光束；以及

支撑构件，该支撑构件被构造为支撑所述多个光源元件以使得通过沿着多个入射光束的各个偏振面结合矢量的如从所述光轴方向看到的方向而获得的合成矢量的如从光轴方向看到的方向，位于p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间。

（6）根据（5）的光源装置，其中

所述支撑构件被构造为放置所述多个光源元件以使得所述合成矢量的方向相对于其中所述p-偏振分量和所述s-偏振分量处于1:1的比值的偏振面被定向在如从所述光轴方向看到的±20°内。

（7）根据（6）的光源装置，其中

所述多个光源元件包括

第一光源元件，该第一光源元件能够发出具有第一偏振面的激光束，作为来自于所述多个入射光束的的第一入射光束，以及

第二光源元件，该第二光源元件能够发出具有第二偏振面的激光束，作为来自于所述多个入射光束的第二入射光束，以及

所述支撑构件被构造为放置所述第一光源元件和所述第二光源元件以使得所述第一偏振面和所述第二偏振面彼此垂直。

（8）一种投影仪，包括：

光源装置，该光源装置包括

具有p/s-偏振分束器膜的偏振转换元件，所述p/s-偏振分束器膜能够将入射光的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量；

荧光物质，该荧光物质能够由激发光激发以发出可见光，作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光；以及

光源元件，该光源元件能够

发出具有预定波长的蓝色波长范围或更短的波长范围的激光束，以及

用所述激发光照射所述荧光物质以使得具有在p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间的偏振分量的蓝色激光束被发出作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光；以及

成像元件，该成像元件被构造为使用从所述光源装置发出的光产生图像。

（9）一种投影仪，包括：

光源装置，该光源装置包括

具有p/s-偏振分束器膜的偏振转换元件，所述p/s-偏振分束器膜能够将入射光束的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量；

荧光物质，该荧光物质能够发出可见光，作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光束，所述可见光通过所述荧光物质由激发光激发而产生，并且具有比所述激发光的波长更长的波长范围的波长；

多个光源元件，每个光源元件能够发出具有预定波长的激光束，作为所述激发光以用所述激发光照射所述荧光物质以使得从所述荧光物质出射的多个激光束被发出作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的多个入射光束；以及

支撑构件，该支撑构件被构造为支撑所述多个光源元件以使得通过沿着所述多个入射光束的各个偏振面结合矢量的如从所述光轴方向看到的方向而获得合成矢量的如从光轴方向看到的方向，位于p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间；以及

成像元件，该成像元件被构造为使用从所述光源装置发出的光产生图像。

本公开包括与在2012年7月12日提交到日本专利局的日本优先权专利申请JP2012-156184中公开的内容有关的主题，其整个内容以参考的方式结合于此。

本领域内的技术人员应当理解到，各种修改，组合，子组合和改变可根据设计要求及其他因素被想到，只要它们在其附属的权利要求或等同物的范围内。

Claims (9)

1.一种光源装置，包括：

具有p/s-偏振分束器膜的偏振转换元件，所述p/s-偏振分束器膜能够将入射光的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量；

能够发出可见光的荧光物质，所述可见光作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光，所述可见光通过激发光激发所述荧光物质而产生，并且具有比所述激发光的波长更长的波长范围的波长；以及

能够发出具有预定波长的激光束的光源元件，所述激光束作为所述激发光以用该激发光照射所述荧光物质，以使得从所述荧光物质出射的具有在p-偏振光的偏振面和s偏振光的偏振面之间的偏振面的激光束被作为所述入射光发出。

2.根据权利要求1所述的光源装置，进一步包括：

支撑构件，该支撑构件被构造为支撑所述光源元件以便将所述入射光的偏振面定位在所述p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其中

所述支撑构件被构造为支撑所述光源元件以使得相对于被设定为0°的基准偏振面的角度，所述入射光的偏振面的角度θ是-20°≤θ≤20°，其中所述基准偏振面是其中所述p-偏振分量和所述s-偏振分量为1:1的比值的偏振面。

4.根据权利要求3所述的光源装置，其中

所述支撑构件被构造为支撑所述光源元件以使得所述入射光的偏振面处于基本等于所述基准偏振面的角度。

5.一种光源装置，包括：

具有p/s-偏振分束器膜的偏振转换元件，所述p/s-偏振分束器膜能够将入射光束的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量；

能够发出可见光的荧光物质，所述可见光作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光束，所述可见光通过激发光激发所述荧光物质而产生，并且具有比所述激发光的波长更长的波长范围的波长；

多个光源元件，每个光源元件能够发出具有预定波长的激光束，该激光束作为所述激发光以用该激发光照射所述荧光物质，使得从所述荧光物质出射的多个激光束被发出作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的多个入射光束；以及

支撑构件，该支撑构件被构造为支撑所述多个光源元件，使得通过沿着多个入射光束的各个偏振面结合矢量的如从所述光轴方向看到的方向而获得的合成矢量的如从光轴方向看到的方向，位于p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间。

6.根据权利要求5所述的光源装置，其中

所述支撑构件被构造为放置所述多个光源元件以使得所述合成矢量的方向相对于其中所述p-偏振分量和所述s-偏振分量处于1:1的比值的偏振面被定向在如从所述光轴方向看到的±20°内。

7.根据权利要求6所述的光源装置，其中

所述多个光源元件包括

第一光源元件，该第一光源元件能够发出具有第一偏振面的激光束，作为来自于所述多个入射光束的的第一入射光束，以及

第二光源元件，该第二光源元件能够发出具有第二偏振面的激光束，作为来自于所述多个入射光束的第二入射光束，以及

所述支撑构件被构造为放置所述第一光源元件和所述第二光源元件以使得所述第一偏振面和所述第二偏振面彼此垂直。

8.一种投影仪，包括：

光源装置，该光源装置包括

具有p/s-偏振分束器膜的偏振转换元件，所述p/s-偏振分束器膜能够将入射光的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量；

荧光物质，该荧光物质能够由激发光激发以发出可见光，作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光；以及

光源元件，该光源元件能够

发出具有预定波长的蓝色波长范围或更短的波长范围的激光束，以及

用所述激发光照射所述荧光物质以使得具有在p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间的偏振分量的蓝色激光束被发出作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光；以及

成像元件，该成像元件被构造为使用从所述光源装置发出的光产生图像。

9.一种投影仪，包括：

光源装置，该光源装置包括

具有p/s-偏振分束器膜的偏振转换元件，所述p/s-偏振分束器膜能够将入射光束的偏振分量分成p-偏振分量和s-偏振分量；

荧光物质，该荧光物质能够发出可见光，作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的入射光束，所述可见光通过所述荧光物质由激发光激发而产生，并且具有比所述激发光的波长更长的波长范围的波长；

多个光源元件，每个光源元件能够发出具有预定波长的激光束，作为所述激发光以用所述激发光照射所述荧光物质以使得从所述荧光物质出射的多个激光束被发出作为入射在所述p/s-偏振分束器膜上的多个入射光束；以及

支撑构件，该支撑构件被构造为支撑所述多个光源元件以使得通过沿着所述多个入射光束的各个偏振面结合矢量的如从所述光轴方向看到的方向而获得合成矢量的如从光轴方向看到的方向，位于p-偏振光的偏振面和s-偏振光的偏振面之间；以及

成像元件，该成像元件被构造为使用从所述光源装置发出的光产生图像。

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