CN105700279A - 光源装置和具备该光源装置的投影仪 - Google Patents

光源装置和具备该光源装置的投影仪 Download PDF

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Abstract

一种光源装置和具备该光源装置的投影仪，光源装置具备具有半导体激光器和与其相对应的准直透镜的多个光源；使从光源射出的光聚光的聚光透镜；具有荧光体使在聚光透镜聚光的光透射的荧光轮，在多个光源的至少一部分中，伴随准直透镜的光轴沿与来自对应的半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置准直透镜和半导体激光器，在半导体激光器中，具有聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向的第一半导体激光器和聚光点形状的短轴的方向配置于与第一方向不同的第二方向的第二半导体激光器，与第一半导体激光器相对应的准直透镜，和与第二半导体激光器相对应的准直透镜伴随沿准直透镜沿光轴方向偏移的第二位移而配置。

Description

光源装置和具备该光源装置的投影仪
技术领域
本发明涉及光源装置和具备该光源装置的投影仪。
背景技术
近年，下述的时间划分(分时)式的投影仪普及，在该投影仪中，按照时间划分而取出多个波长的光，通过依次对已取出的多个波长的光进行调制，从而形成图像，并进行投影。作为用于这样的时间划分式的投影仪的光源装置，已知有下述的光源装置，即，包括：光源，其输出例如白色光；旋转轮，其贴有多个滤色片，使从光源射出的白色光入射到以一定速度而旋转的旋转轮，按照时间划分而取出多个波长的光(例如，蓝色光、绿色光、红色光)。
另外，还提案有下述的光源装置，即，通过输出半导体激光器开始动作的单波长的光的光源，采用具有荧光体层的旋转轮，以代替滤色片，将从半导体激光器等的光源射出的单波长的光入射，按照时间划分而取出多个波长的光。例如，可通过荧光体，将从蓝色的半导体激光器而发出的光经过波长变换处理，变为绿色、红色的光。
其中，像JP特开2013-73081号文献，JP特开2012-215633号文献所示的光源装置的那样，提案有下述的方法，即，使多个激光光源的配置间隔和设置于射出面侧的准直透镜的透镜间隔错开，由此，荧光体上的聚光点针对每个半导体激光器而不同，降低光密度，从而激励荧光体。
在JP特开2013-73081号文献，JP特开2012-215633号文献所示的光源装置的情况下，由于聚光点的位置针对每个激光光源而不同，因此，可改变聚光点的位置，但是，由于对于从准直透镜射出的平行光，其聚光直径小，因此，具有光密度高，荧光体的发光效率降低的课题。另外，由于聚光透镜的聚光区域的光束形状依赖于半导体激光器的远场图案或近场图案，因此，难以获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的光束形状。
发明内容
本发明的光源装置的一个实施方式中，具备：多个光源，其具有半导体激光器和与该半导体激光器对应的准直透镜；聚光透镜，其使从上述光源射出的光聚光；荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，在上述多个光源中的至少一部分中，伴随上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述准直透镜和上述半导体激光器，在上述半导体激光器中，具有：聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向的第一半导体激光器和聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向的第二半导体激光器，与上述第一半导体激光器相对应的上述准直透镜和与上述第二半导体激光器相对应的上述准直透镜伴随沿上述准直透镜沿光轴方向偏移的第二位移而配置。
本发明的光源装置的另一实施方式中，具备：多个光源，其具有半导体激光器和与该半导体激光器对应的准直透镜；聚光透镜，其使从上述光源射出的光聚光；荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，在上述多个光源中的至少一部分中，伴随上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述准直透镜和上述半导体激光器，在上述半导体激光器中，具有：聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向的第一半导体激光器和聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向的第二半导体激光器，与上述第一半导体激光器相对应的上述准直透镜的焦距和与上述第二半导体激光器相对应的上述准直透镜的焦距不同。
本发明的一个实施方式的投影仪具备上述实施方式的光源装置；光调制机构，其基于图像数据，依次调制从上述光源装置射出的多个波段的光而形成图像；投射机构，其扩大上述图像并投射。
附图说明
图1A为用于表示本发明的一个实施方式的光源装置的示意性的平面图；
图1B为图1A所示的实施方式的轴说明图；
图1C为用于表示本发明的一个实施方式的光源装置的示意性的侧面图；
图1D为图1C所示的实施方式的轴说明图；
图2为表示本发明的实施方式的光源装置的聚光区域的形状和光强度分布(截面光强度)的图；
图3A为用于表示本发明的另一实施方式的光源装置的示意性的平面图；
图3B为图3A所示的实施方式的轴说明图；
图3C为用于表示本发明的另一实施方式的光源装置的示意性的侧面图；
图3D为图3C所示的实施方式的轴说明图；
图4A为表示本发明的一个实施方式的荧光轮的入射侧的面的示意图；
图4B为表示本发明的一个实施方式的荧光轮的射出侧的面的示意图；
图5A为在由多个准直透镜构成的透镜阵列中，准直透镜位于焦点位置的场合的示意图；
图5B为在由多个准直透镜构成的透镜阵列中，准直透镜以错开焦点位置的方式配置的场合的示意图；
图5C为表示图5A的场合的聚光点形状和光强度分布(截面光强度)的图；
图5D为表示图5B的场合的聚光点形状和光强度分布(截面光强度)的图；
图6为表示代替透镜阵列，而采用各个准直透镜的实施方式的示意图；
图7为表示本发明的光源装置的实施方式的激励光强度和荧光体输出强度的关系的曲线图；
图8为表示具有本发明的实施方式的光源装置的投影仪的结构的示意图。
符号说明：
1光源装置
10光源
10A第一光源
10B第二光源
11壳体
12半导体激光器
12A第一半导体激光器
12B第二半导体激光器
13准直透镜
13A第一准直透镜
13B第二准直透镜
14透镜阵列
14A第一透镜阵列
14B第二透镜阵列
20聚光透镜
21聚光透镜的光轴
30荧光轮
31介电体膜
32荧光体
40感光透镜
50旋转驱动体
50a旋转轴
60散热板(支承部件)
100投影仪
110DMD元件
120投射透镜
SC屏幕
SP聚光区域
FL荧光体发光区域
具体实施方式
在本发明的光源装置的实施方式1中，具备：多个光源，其具有半导体激光器和与该半导体激光器对应的准直透镜；聚光透镜，其使从上述光源射出的光聚光；荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，在上述多个光源中的至少一部分中，伴随上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述准直透镜和上述半导体激光器，在上述半导体激光器中，具有：聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向的第一半导体激光器和聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向的第二半导体激光器，与上述第一半导体激光器相对应的上述准直透镜和与上述第二半导体激光器相对应的上述准直透镜伴随沿上述准直透镜沿光轴方向偏移的第二位移而配置。
根据本实施方式，由于准直透镜的光轴伴随沿与来自对应的半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置，因此，从多个光源射出的光通过聚光透镜而聚光于荧光轮上(即，荧光体上)的分别不同的位置。因此，由于可抑制荧光体上的聚光区域的光密度，因此，可以有效地利用来自荧光体的射出光。
另外，由于与聚光点形状的短轴为第一方向的第一半导体激光器相对应的准直透镜，和与聚光点形状的短轴为第二方向的第二半导体激光器相对应的准直透镜伴随沿准直透镜的光轴方向偏移的第二位移而设置，因此，聚光点形状(聚光点的光束形状，在下面简称为“光束形状”)的大小不同，可在聚光透镜的聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。
如上所述，在本实施方式中，在采用半导体激光器和准直透镜的多个光源中，可抑制荧光体的发光效率的降低，另外，可在聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的焦点形状(光束形状)。另外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，还可调整聚光点形状(光束形状)的大小。
在本发明的光源装置的实施方式2中，具备：多个光源，其具有半导体激光器和与该半导体激光器对应的准直透镜；聚光透镜，其使从上述光源射出的光聚光；荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，在上述多个光源中的至少一部分中，伴随上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述准直透镜和上述半导体激光器，在上述半导体激光器中，具有：聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向的第一半导体激光器和聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向的第二半导体激光器，与上述第一半导体激光器相对应的上述准直透镜的焦距和与上述第二半导体激光器相对应的上述准直透镜的焦距不同。
根据本实施方式，由于准直透镜的光轴伴随沿与来自对应的半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置，因此，从多个光源射出的光通过聚光透镜而聚光于荧光轮上(即，荧光体上)的分别不同的位置。因此，由于可抑制荧光体上的聚光区域的光密度，因此，可以有效地利用来自荧光体的射出光。
此外，由于与聚光点形状的短轴为第一方向的第一半导体激光器相对应的准直透镜的焦距，和与聚光点形状的短轴为第二方向的第二半导体激光器相对应的准直透镜的焦距不同，因此，聚光点形状(光束形状)的大小不同，可在聚光透镜的聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的光束形状(聚光点形状)。
如上所述，在本实施方式中，在采用半导体激光器和准直透镜的多个光源中，可抑制荧光体的发光效率的降低，另外可在聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的焦点形状(光束形状)。另外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，还可调整聚光点形状(光束形状)的大小。
在本发明的光源装置的实施方式3中，具备：第一光源，其具有多个半导体激光器和由与该多个半导体激光器相对应的多个准直透镜构成的透镜阵列，且聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向；第二光源，其具有多个半导体激光器和由与该多个半导体激光器相对应的多个准直透镜构成的透镜阵列，且聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向；聚光透镜，其使从上述第一光源和上述第二光源射出的光聚光；荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，在上述第一光源和上述第二光源中，伴随构成上述透镜阵列的上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述透镜阵列和上述半导体激光器，上述第一光源的上述透镜阵列和上述第二光源的上述透镜阵列伴随沿上述准直透镜沿光轴方向偏移的第二位移而配置。
根据本实施方式，由于构成透镜阵列的准直透镜的光轴伴随沿与来自对应的半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置，因此，从多个半导体激光器射出的光通过聚光透镜而聚光于荧光轮上(即，荧光体上)的分别不同的位置。因此，由于可抑制荧光体上的聚光区域的光密度，因此，可以有效地利用来自荧光体的射出光。
此外，由于与聚光点形状的短轴为第一方向的第一半导体激光器相对应的透镜阵列，和与聚光点形状的短轴为第二方向的第二半导体激光器相对应的透镜阵列伴随沿准直透镜的光轴方向偏移的第二位移而配置，因此，聚光点形状(光束形状)的大小不同，可在聚光透镜的聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的光束形状(聚光点形状)。
如上所述，在本实施方式中，在采用多个半导体激光器和透镜阵列的两个以上的光源中，可抑制荧光体的发光效率的降低，另外可在聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的焦点形状(光束形状)。另外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，还可调整聚光点形状(光束形状)的大小。
另外，在第一光源和第二光源中，第一位移的量也可不同。
在本发明的光源装置的实施方式4中，具备：第一光源，其具有多个半导体激光器和由与该多个半导体激光器相对应的多个准直透镜构成的透镜阵列，且聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向；第二光源，其具有多个半导体激光器和由与该多个半导体激光器相对应的多个准直透镜构成的透镜阵列，且聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向；聚光透镜，其使从上述第一光源和上述第二光源射出的光聚光；荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，在上述第一光源和上述第二光源中，伴随构成上述透镜阵列的上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述透镜阵列和上述半导体激光器，构成上述第一光源的上述透镜阵列的上述准直透镜的焦距和构成上述第二光源的上述透镜阵列的准直透镜的焦距不同。
根据本实施方式，由于构成透镜阵列的准直透镜的光轴伴随沿与来自对应的半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置，因此，从多个半导体激光器射出的光通过聚光透镜而聚光于荧光轮上(即，荧光体上)的分别不同的位置。因此，由于可抑制荧光体上的聚光区域的光密度，因此，可以有效地利用来自荧光体的射出光。
此外，由于构成聚光点形状的短轴为第一方向的第一光源的透镜阵列的准直透镜的焦距，与构成聚光点形状的短轴为第二方向的第二光源的透镜阵列的准直透镜的焦距不同，因此，聚光点形状(光束形状)的大小不同，可在聚光透镜的聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的光束形状(聚光点形状)。
如上所述，在本实施方式中，在采用多个半导体激光器和透镜阵列的两个以上的光源中，可抑制荧光体的发光效率的降低，另外可在聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的焦点形状(光束形状)。另外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，还可调整聚光点形状(光束形状)的大小。
此外，在第一光源和第二光源中，第一位移的量也可不同。
在本发明的光源装置的实施方式5中，在上述实施方式3或4中，至少具有：上述第一位移的朝向相互差180度的两个上述第一光源和上述第一位移的朝向相互差180度的两个上述第二光源。
根据本实施方式，由于至少具有第一位移的朝向相互差180度的两个第一光源和第一位移的朝向相互差180度的两个第二光源，因此，可在相对于聚光透镜的光轴对称的位置，获得第一光源的两个焦点形状(光束形状)和第二光源的两个焦点形状(光束形状)。因此，可以以聚光透镜的光轴为中心，获得以规定程度扩大的焦点形状(光束形状)。
在本发明的光源装置的实施方式6中，在上述实施方式1～5中的任何一项中，上述第一位移为在上述半导体激光器的上述聚光点形状的短轴的方向进行的位移。
根据本实施方式，由于上述第一位移在上述半导体激光器的上述聚光点形状的短轴的方向进行，因此，从各半导体激光器射出的光不相互干涉，可在聚光区域适当地抑制光密度。
在本发明的光源装置的实施方式7中，在上述实施方式1～5中的任何一项中，上述第一方向和上述第二方向相互差90度。
根据本实施方式，由于上述第一方向和上述第二方向相互差90度，因此，可通过第一透镜阵列和第二透镜阵列之间的第二位移，距焦点位置的距离，获得所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。
在本发明的光源装置的实施方式8中，在上述实施方式1～5中的任何一项中，上述光源固定于支承部件的同一平面上。
根据本实施方式，由于上述光源固定于支承部件的同一平面上，因此，可采用更大的平面，对从光源产生的热量进行散热，可有助于光源装置的寿命的延长。
在本发明的光源装置的实施方式9中，在上述实施方式8中，上述支承部件为散热部件。
根据本实施方式，由于支承部件为散热部件，因此，可有效地对光源进行冷却，可抑制部件的数量，可促进光源装置的小型化。
在本发明的光源装置的实施方式10中，在上述实施方式1-9中的任何一项中，来自上述光源的射出光的波段为370～500nm。
在本发明的光源装置的实施方式11中，在上述实施方式1-10中的任何一项中，上述荧光体中的一个为以包含红色光的光发光的荧光体。
本发明的投影仪的第一实施方式具备：上述实施方式1～11中的任意一项所述的光源装置；光调制机构，其基于图像数据，依次调制从上述光源装置射出的多个波段的光而形成图像；投射机构，其扩大上述图像并投射。
根据本实施方式，在投影仪内部的光源装置中，可抑制荧光体的发光效率的降低，另外在光源装置的射出光的聚光区域，获得所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。
下面通过附图，具体地对本发明的实施方式的光源装置和具备该光源装置的投影仪进行说明。
(光源装置的概要的说明)
首先，参照图1A～1D，对本发明的光源装置的一个实施方式的进行说明。另外，图1A为用于表示本发明的一个实施方式的光源装置的示意性的平面图，表示光源装置的平面图，并且在图1A的左上方，将从聚光透镜20侧观察光源10的半导体激光器12A、12B时的图作为半导体激光器正面图。另外，图1B表示为了说明从1个半导体激光器射出的激光的远场图案与近场图案，而定义轴的轴说明图。图1C为用于表示本发明的一个实施方式的光源装置的示意性的侧面图，表示光源装置的侧面图，并且在图1C左上方将从聚光透镜20侧观察光源10的半导体激光器12A、12B时的图作为半导体激光器正面图。此外，图1D表示为了说明从1个半导体激光器射出的激光的远场图案与近场图案，而定义轴的轴说明图。另外，在图1A、图1C的半导体激光器的正面图中，从箭头A而观察到的光源装置与本实施方式的光源装置的平面图相对应，从箭头B而观察到的光源装置与本实施方式的光源装置的侧面图相对应。
首先，采用表示光源装置的平面图的图1A和图1B，对本发明的一个实施方式的光源装置的概要进行说明。像图1A所示的那样，本实施方式的光源装置1包括光源10(具体来说，10A、10B)，聚光透镜20，荧光轮30，感光透镜(受光透镜)40，旋转驱动部50及散热板60。
在本实施方式中，从光源10射出蓝色光，已射出的蓝色光入射到聚光透镜20中，由聚光透镜20聚光，入射到通过旋转驱动部50而旋转的荧光轮30中。荧光轮30由使光透射的材料构成，在入射侧表面形成介电体膜31，在射出侧表面以同心圆状而形成荧光体层32。更具体地说，在射出侧表面，绿色荧光体区域、红色荧光体区域、蓝色透射区域同心圆状地设置。如果蓝色光入射，则绿色荧光体发出绿色光，如果蓝色光入射，则红色荧光体发出红色光。于是，如果蓝色光从聚光透镜20，入射到荧光轮30中，则从荧光轮30，按照时间划分，射出绿色光、红色光、蓝色光，且入射到感光透镜40中。接着，这些光通过感光透镜40而聚光，从光源装置1输出。实际上，还可通过感光透镜40，光沿扩大的方向射出，也可射出平行光，也可聚光于规定的位置。
另外，优选为，本实施方式所采用的半导体激光器12发出波长在370nm～500nm的范围内的光，特别是优选为发出在420nm～500nm的范围内的光。
如果更详细地对光源10进行描述，则在作为支承部件的散热板60的安装面上，安装4个光源10。在左侧的半导体激光器正面图中，具有按照半导体激光器的近场图案的长轴(下方的图的X轴)为图面的上下方向的方式配置的两个第一光源10A；按照半导体激光器的近场图案的长轴为图面左右下方向的方式配置的两个第二光源10B。此外，像后述的那样，在本实施方式中，由于透镜阵列14A、14B从射出平行光的焦点位置错开而设置，因此，作为聚光区域的光束形状的聚光点形状的短轴的方向和近场图案的长轴的方向(即，远场图案的短轴的方向)一致。于是，第一光源10A可以聚光点形状的短轴的方向为图面的上下方向的方式设置，可将该方向称为第一方向。同样地，第二光源10B可以聚光点形状的短轴的方向为(激光器的正面图中的)图面的左右方向的方式设置，可将该方向称为第二方向。
在第一光源10A中，分别包括1个壳体11；在1个壳体11中各设置4个的射出蓝色光的第一半导体激光器12A；第一透镜阵列14A(由实线表示)，该第一透镜阵列14A由与各个第一半导体激光器12A相对应的4个第一准直透镜13A构成。同样地，在第二光源10B中，分别包括1个壳体11；在1个壳体11各设置4个的射出蓝色光的第二半导体激光器12B；第二透镜阵列14B(由虚线表示)，该第二透镜阵列14B由与各个第二半导体激光器12B相对应的4个第二准直透镜13B构成。另外，针对壳体11，示出4个，但是也可为1个壳体。
在第一光源10A中，伴随构成第一透镜阵列14A的第一准直透镜13A的光轴沿与来自对应的第一半导体激光器12A的射出光的光轴相垂直的方向(图1A中的上下方向)偏移的第一位移而设置透镜阵列14A和半导体激光器12A。同样地，在第二光源10B中，伴随构成第二透镜阵列14B的准直透镜13B的光轴沿与来自对应的半导体激光器12B的射出光的光轴相垂直的方向(图1A的半导体激光器正面图中的左右方向，图1C中的上下方向)偏移的第一位移而设置透镜阵列14B和半导体激光器12B。
另外，第一光源10A的透镜阵列14A(由实线表示)，与第二光源10B的透镜阵列14B(由虚线表示)伴随沿准直透镜13A、13B的光轴方向偏移的第二位移而设置。另外，关于该第一位移和第二位移的说明，将追加地进行具体描述。
在图1A和图1C中，按照光聚光于设置于荧光轮30的入射侧表面上介电体膜31的表面位置的方式描述，但是由于介电体膜31非常薄，光不会在荧光轮30聚光或扩散，因此，“可聚光于在荧光体32上的分别不同的位置”。
像上述那样，在荧光轮30中，在入射侧表面形成介电体膜31，在射出侧表面上以同心圆状形成荧光体层32。图4A和图4B表示荧光轮的1个实施方式的示意图。图4A表示荧光轮30的入射侧，图4B表示荧光轮30的射出侧。在荧光轮30中，设置绿荧光体区域、红荧光体区域和蓝透射区域。在绿荧光体区域，在入射侧形成使蓝色光透射并将绿色光反射的介电体膜31G，在基板的射出侧涂敷具有绿色波长区域的荧光体32G。同样地，在红荧光体区域，在入射侧形成使蓝色光透射并将红色光反射的介电体膜31R，在射出侧涂敷具有红色波长区域的荧光体32R。在蓝色透射区域，在入射侧形成使蓝色光透射的介电体膜31B，在射出侧没有涂敷荧光体，但是，也可与入射侧相同，形成使蓝色光透射的介电体膜32B。另外，为了改善亮度不均匀和色度不均匀，优选为涂敷散射体例如，SiO2、TiO2、Ba2SO4等的颗粒。
形成于荧光轮30的绿荧光体区域和红荧光体区域的介电体膜31G、31R为使蓝色光透射，并且将与其相应的区域的颜色相对应的波长反射的膜，由此，可将从荧光体32G、32R射出到半导体激光器12侧的荧光体光反射到感光透镜40侧，由此，可以有效地利用荧光体光。
优选为，涂敷于荧光轮30的绿荧光体区域的荧光体32G发出波段包含约500～560nm的范围的绿色的荧光。作为具体的材料的一个例子，可列举β-Si6-zABzOzN8-z：EA、BA3AB5O12：Ce、Ca8MgSi4O16CB2：EA、Ba3Si6O12N2：EA、(Sr，Ba，Ca)Si2O2N2：EA等。
优选为，涂敷于荧光轮上的红荧光体区域的荧光体32R发出波段包含约600～800nm的范围的红色的荧光。作为具体的材料的一个例子，可列举(Sr，Ca)ABSiN3：EA、CaABSiN3：EA、SrABSiN3：EA、K2SiF6：Mn等。
荧光轮30中的绿、红荧光体区域和蓝色透射区域的比例可任意地确定。例如，可根据作为投影仪而要求的白色的色度和各荧光体等的效率等进行计算。在此，分别使绿和红荧光体区域分别为150度，使蓝透射区域为60度。
此外，在本实施方式中，形成绿、红、蓝的3个区域，但是也可形成4个以上的区域。还可增加蓝色和黄色的白色光区域，分别针对绿、红、蓝区域各设置两个。
荧光轮30由使光透射的透明的圆板状的部件构成，其中心固定于驱动体50的驱动轴50a上。在此，如果荧光轮30的原材料为光的透射率高的原材料，则可采用玻璃、树脂、蓝宝石等。另外，由图4A中的“SP”表示的区域表示通过聚光透镜20而聚光的光源10的入射光所接触的区域(聚光区域)。另外，由图4B中的“FL”表示的区域表示通过来自光源10的入射光而使荧光体层发光的区域(荧光区域)。
另外，也可在荧光轮30的射出侧增加1个基板，在此设置带通滤波片(未图示)。由此，可获得更纯的绿色、红色。
返回到图1A和图1C的说明，旋转驱动部50为无刷直流电机，按照驱动轴50a和聚光透镜20的光轴21a平行的方式设置。另外，按照荧光轮30的面与驱动轴50a相垂直的方式固定。旋转驱动部50的转速为基于所再生的动画的帧频(每秒的帧数。单位为基于“fps”)的转速。例如，在可再生60fps的动画的场合，旋转驱动部50(荧光轮30)的转速可按照每秒60转的整数倍而确定。
从荧光轮30射出的光通过感光透镜40而聚光，从光源装置1输出。另外，通过感光透镜40，光也可沿扩大的方向射出，还可射出平行光，也可聚光于规定的位置。在将该光源装置1用作投影仪的光源的场合，将来自光源装置1的射出光向调制机构聚光，通过投射机构，将由调制机构而形成的图像放大，投射于屏幕上。此时，根据由调制机构而形成的图像尺寸和通过投射机构而投射的光的扩大角的关系而计算的集光率(Etendue)对感光透镜40的NA和荧光体的发光区域的大小产生影响。
即，
(通过调制机构形成的图像尺寸)×(投射角度)＝(荧光区域FL)×(感光透镜NA)。因此，由于荧光体的发光基本为朗伯型(ランバ一シアン：Lambertian)，因此，优选为，感光透镜40具有尽可能高的NA。另外，荧光区域FL优选为小。在荧光体侧的集光率(Etendue)大于投射侧的集光率(Etendue)的场合，其差值为效率下降。
如上所述，由于感光透镜40的NA高，因此，优选为，荧光区域FL尽可能地小。但是，在该场合，来自光源10的光密度高。在本实施方式中，由于荧光区域FL的大小优选为1.5～2mm左右，因此，对于来自光源10的光，优选为，聚光区域SP的大小为2mm以下。另外，该形状不仅为各自的光源10的聚光区域的大小，还为安装多个光源10的状态的整体的聚光区域的大小。
(光源的说明)
下面对本发明的光源装置，特别是与光源有关的一个实施方式和其它的实施方式进行说明。
(光源的1个实施方式的说明)
首先，通过图1A、图1C和图2，对涉及光源的本发明的1个实施方式进行说明。
像上述那样，在壳体11上安装聚光点形状的短轴的方向为第一方向(图1A中的上下方向)的4个第一半导体激光器12A和由与各个第一半导体激光器12A相对应的4个第一准直透镜13A构成的第一透镜阵列14A(由实线表示)的第一光源10A以两个邻接的方式(侧面接触)安装于散热板60的安装面上。同样地，在壳体11上安装聚光点形状的短轴的方向为第二方向(图1A中的半导体激光器正面图中的左右方向，图1C中的上下方向)的4个第二半导体激光器12B和由与各个第二半导体激光器12B相对应的4个第二准直透镜13B构成的第二透镜阵列14B(由虚线表示)的第二光源10B以两个邻接的方式(侧面接触)安装于散热板60的安装面上。即，该两个第一光源10A和两个第二光源10B以邻接方式(侧面相互接触)安装于散热板60的1个安装面。
由此，由于可采用散热板60的更大的平面，对由光源10产生的热量进行散热，因此，可对光源装置的寿命延长作出贡献。
另外，由于支承部件为散热部件60，因此，可有效地对光源10进行冷却，并且可抑制部件数量，可促进光源装置的小型化。
在图1A和图1C中，第一方向和第二方向由图中的上下和左右方向表示，但是可采用其它的任意的方向。另外，第一方向和第二方向在本实施方式中相差90度，但是，并不限于此，可以相差其它的任意的角度。
另外，在“聚光点形状”像上述那样，为聚光区域的光束的形状，透镜阵列14A、14B设置于通过准直透镜射出平行光的焦点位置的场合，聚光点形状的短轴的方向与半导体激光器的近场图案的短轴(图中的Y轴)的方向一致，聚光点形状的长轴的方向与近场图案的长轴(图中的X轴)的方向一致。另一方面，在透镜阵列14A、14B设置于从通过准直透镜射出平行光的焦点位置错开的散焦(defocus)的位置的场合，聚光点形状的短轴的方向与半导体激光器的远场图案的短轴(即，近场图案的长轴)的方向一致，聚光点形状的长轴的方向与远场图案的长轴(即，近场图案的短轴)的方向一致。在本实施方式中，由于第一透镜阵列14A和第二透镜阵列14B均设置于散焦的位置，聚光点形状的短轴的方向与半导体激光器的远场图案的短轴的方向(即，近场图案的长轴的方向)一致。
(第一位移的说明)
在图1A的第一光源10A中，伴随构成第一透镜阵列14A的第一准直透镜13A的光轴沿与来自对应的第一半导体激光器12A的射出光的光轴相垂直的方向(图中的上下方向)偏移的第一位移而设置第一准直透镜14A和第一半导体激光器12A。即，第一位移为在第一半导体激光器12A的聚光点形状的短轴的方向进行的位移。
由此，像图1A的中间的平面图所示的那样，从第一光源10A射出的光以不与聚光透镜20的光轴21平行的规定的角度(例如，0.25～2度)，入射到聚光透镜20。于是，通过聚光透镜，光聚光于荧光轮30上(即，荧光体上)的分别不同的位置。两个第一光源10A中的构成第一透镜阵列14A的第一准直透镜13A的光轴分别以相同的位移量而位移到相应的第一半导体激光器12A的光轴的外侧。即，在两个第一光源10A中，第一位移的朝向相互相差180度。换言之，在两个第一光源10A中，按照相对聚光透镜20的光轴21，对称的方式进行第一位移。
图2表示通过聚光透镜20，伴随有这样的第一位移的第一光源10A的射出光聚光于荧光轮30上的场合的聚光点形状的一个例子。在图2中，在图中的上下方向，形成排列两个的在左右较长的椭圆状的聚光点形状。由此，像图2的右侧的光强度曲线图所示的那样，第一光源10A的射出光不集中于1个点，而分散于具有两个峰值的光强度曲线上。
另外，在图1A中，第一准直透镜13A的光轴位移到对应的第一半导体激光器12A的光轴的相应外侧，但是并不限于此，还可以具有第一准直透镜13A的光轴位移到对应的第一半导体激光器12A的光轴的相应内侧的情况。另外，并不限于在两个第一光源10A中，以相同的位移量而位移的场合，也可以以分别不同的位移量进行第一位移。
下面使用表示从半导体激光器的正面图中的箭头B而观察到的光源装置的侧面的图1C，进行说明。在图中的上侧的第二光源10B中，伴随构成第二透镜阵列14B的第二准直透镜13B的光轴沿与来自对应的第二半导体激光器12B的射出光的光轴相垂直的方向(图中的上下方向)偏移的第一位移而设置第二透镜阵列14B和第二半导体激光器12B。在此，第一位移为在第二半导体激光器12B的聚光点形状的短轴的方向进行的位移。
由此，像图1C的中间的侧面图所示的那样，从第二光源10B射出的光以不与聚光透镜20的光轴21平行的规定的角度(例如，0.25～2度)，入射到聚光透镜20。于是，通过聚光透镜，光聚光于荧光轮30上(即，荧光体上)的分别不同的位置。两个第二光源10B中的构成第二透镜阵列14B的第二准直透镜13B的光轴相对于相应的第二半导体激光器12B的光轴，分别以相同的位移量而在上下位移。即，在两个第二光源10B中，第一位移的朝向相互相差180度。
图2表示通过聚光透镜20，伴随有这样的第一位移的第一光源10A的射出光聚光于荧光轮30上的场合的聚光点形状的一个例子。在图2中，在图中按左右形成排列两个的上下较长的椭圆状的聚光点形状。由此，像图2的下侧的光强度曲线图所示的那样，第一光源10A的射出光不集中于1个点，而分散于具有两个峰值的光强度曲线上。
在此，如果1个聚光区域的场合的原始的光峰值强度为Po，则图2的场合的峰值强度为：
P＝Po/(聚光区域数量＝4)
即，由于得到原始的光峰值强度Po除以聚光区域的数量的数值，因此，在本例子中，得到1/4的光峰值强度。
另外，光通过第一位移，从准直透镜13A、13B，相对聚光透镜20的光轴，以规定的角度而入射到聚光透镜20，但优选为，作为其角度的绝对值为0.25～2度。如果倾斜角度的绝对值在0.25～2度的范围内，则荧光轮30(荧光体)中的聚光区域SP(参照图4A)的面积并不过大。另外，在图1A和图1C所示的1个实施方式中，并不限于以相同位移量而位移的场合，也可针对透镜阵列14A、14B的每一个，以分别不同的位移量而进行第一位移。
(第二位移的说明)
在本实施方式中，像图1C所示的那样，设置于图中下侧的第一光源10A的第一透镜阵列14A，与设置于图中上侧的第二光源10B的第二透镜阵列14B伴随准直透镜的沿光轴方向偏移的第二位移而设置。在此，第一光源10A的第一透镜阵列14A和第二光源10B的第二透镜阵列14B均相对来自半导体激光器的射出光为平行光的焦点位置，设置于散焦在接近半导体激光器12A、12B的一侧的位置。另外，如果对第一光源10A的第一透镜阵列14A和第二光源10B的第二透镜阵列14B进行比较，则与第二透镜阵列14B相比较，第一透镜阵列14A设置于从焦点位置离开(更加散焦)的位置。
采用图2，进行伴随这样的第二位移的第一光源10A和第二光源10B的射出光通过聚光透镜20，聚光于荧光轮30上的场合的聚光点形状的比较。像图2所示的那样，通过第一透镜阵列14A从焦点位置离开的第一光源10A，形成于左右较长的椭圆状的聚光点形状，通过第二透镜阵列14B从焦点位置离开的第二光源10B，形成于上下较长的椭圆状的聚光点形状，但是，从焦点位置离开的第一光源10A的椭圆的长轴的长度大于第二光源10B的椭圆的长轴的长度。其原因在于：准直透镜从焦点位置离开的第一光源10A在聚光区域描绘(聚光点形状大)更大的像。
于是，在本实施方式中，可在作为聚光透镜20的聚光区域的荧光轮30上(即，荧光体上)，获得具有横长(或纵长)的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。于是，可通过适当选择该第二位移的量以及距准直透镜的焦点位置的位置，获得具有所希望大小和所希望纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。另外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，还可调整聚光点形状(光束形状)的大小。作为具有所希望大小和所希望纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)的一个例子，可列举纵1.5mm×横2mm的聚光点形状(光束形状)，但是并不限于此。
像上述那样，图1A、图1C和图2所示的1个实施方式的光源装置1具有：具有多个半导体激光器12A、12B的光源10A、10B；由与半导体激光器12A、12B相对应的多个准直透镜13A、13B构成的透镜阵列14A、14B。光源10A、10B具有聚光点形状的短轴的方向设置于第一方向的第一光源10A，聚光点形状的短轴的方向设置于不同于第一方向的第二方向的第二光源10B。光源装置1还包括聚光透镜20，该聚光透镜20使从第一光源10A和第二光源10B射出的光聚光；荧光轮30，该荧光轮30具有荧光体，并使在聚光透镜20聚光的光透射。在第一光源10A和第二光源10B中，伴随构成透镜阵列14A、14B的准直透镜13A、13B的光轴沿与来自对应的半导体激光器12A、12B的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置透镜阵列14A、14B和半导体激光器12A、12B，第一光源10A的透镜阵列14A和第二光源10B的透镜阵列14B伴随沿准直透镜13A、13B沿光轴方向偏移的第二位移而设置。
于是，由于伴随构成透镜阵列14A、14B的准直透镜13A、13B的光轴沿与来自对应的半导体激光器12A、12B的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置，因此，从多个半导体激光器12A、12B射出的光通过聚光透镜20，聚光于荧光轮30上(即，荧光体上)的分别不同的位置。于是，由于可抑制荧光体上的聚光区域的光密度，因此，可以有效地利用来自荧光体的射出光。
进而，由于与聚光点形状的短轴为第一方向的第一半导体激光器12A相对应的第一透镜阵列14A，和与聚光点形状的短轴为第二方向的第二半导体激光器12B相对应的第二透镜阵列14B伴随沿准直透镜13A、13B的沿光轴方向偏移的第二位移而设置，因此，可在作为聚光透镜20的聚光区域的荧光体轮30上(即，荧光体上)，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的光束形状(聚光点形状)。
像上述那样，在本实施方式中，在采用多个半导体激光器12A和透镜阵列14A的第一光源10A和采用多个半导体激光器12B和透镜阵列14B的第二光源10B中，可抑制荧光体的发光效率的降低，另外，在聚光区域，可获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。此外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，还可调整聚光点形状(光束形状)的大小。
另外，由于至少具有第一位移的朝向相互差180度的两个第一光源10A，和第一位移的朝向相互差180度的两个第二光源10B，因此，可获得在相对聚光透镜20的光轴而保持对称的位置，获得第一光源的两个焦点形状(光束形状)和第二光源的两个焦点形状(光束形状)。于是，可以以聚光透镜20的光轴为中心，获得以规定程度扩大的焦点形状(光束形状)。
再有，由于第一位移在半导体激光器12A、12B的聚光点形状的短轴的方向进行，因此，从各半导体激光器射出的光不相互干涉，可在聚光区域适当地抑制光密度。
另外，由于第一方向和第二方向相差90度，因此，可通过第一透镜阵列14A和第二透镜阵列14B之间的第二位移以及距焦点位置的距离，获得所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。
在图1A、图1C所示的1个实施方式中，第一光源10A的第一透镜阵列14A和第二光源10B的第二透镜阵列14B设置于散焦在相对焦点位置靠近半导体激光器一侧的位置，但是也可与此相反，设置于散焦在相对焦点位置远离半导体激光器一侧的位置。另外，还可将接近焦点位置的透镜阵列设置于焦点位置。在该场合，由于聚光点形状的短轴的方向不是与半导体激光器的远场图案，而是近场图案的短轴的方向一致，因此，必须以旋转90度的方式设置半导体激光器。
在本实施方式中，示出设置4个光源的光源装置，但是并不限于此，本发明包括采用其它的任意的个数的光源的光源装置。还考虑到例如，在聚光透镜的光轴上设置不进行第一位移的光源，在其周围，配置多个进行第一位移的光源对。另外，在本发明中，可按照聚光点形状的短轴的方向为任意的方向的方式，将光源设置于任意的位置。
(各个准直透镜配置于壳体的实施方式)
另外，在上述实施方式中，示出了采用由多个准直透镜构成的透镜阵列的场合，但是并不限定于此，也可像图6的各个准直透镜所示的那样，代替透镜阵列(图6的左图)，而采用各个准直透镜13A、13B(图6的右图)。在该场合，代替透镜阵列14A、14B，而将各个准直透镜13A、13B设置于壳体。关于其它的结构，与上述1个实施方式相同。
即，光源装置1具备：多个光源10A、10B，该多个光源10A、10B具有半导体激光器12A、12B和与其相对应的准直透镜13A、13B；使从光源10A、10B射出的光聚光的聚光透镜20；具有荧光体的荧光轮30。该荧光轮30使在聚光透镜20聚光的光透射。在多个光源10A、10B中的至少一部分中，伴随准直透镜13A、13B的光轴沿与来自对应的半导体激光器12A、12B的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置准直透镜13A、13B和半导体激光器12A、12B。在半导体激光器12A、12B中，具有聚光点形状的短轴的方向设置于第一方向的第一半导体激光器12A和聚光点形状的短轴的方向设置于不同于第一方向的第二方向的第二半导体激光器12B。与第一半导体激光器12A相对应的准直透镜13A，和与第二半导体激光器12B相对应的准直透镜13B伴随准直透镜13A、13B沿光轴方向偏移的第二位移而设置。
根据本实施方式，由于伴随准直透镜13A、13B的光轴沿与来自对应的半导体激光器12A、12B的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置，因此，从多个光源10A、10B射出的光通过聚光透镜20聚光于荧光体轮30上(即，荧光体上)的分别不同的位置。因此，由于可抑制荧光体上的聚光区域的光密度，因此，可以有效地利用来自荧光体的射出光。
另外，由于与聚光点形状的短轴为第一方向的第一半导体激光器12A相对应的准直透镜13A，和与聚光点形状的短轴为第二方向的第二半导体激光器12B相对应的准直透镜13B伴随准直透镜13A、13B的沿光轴方向偏移的第二位移而设置，因此，聚光点形状(光束形状)的大小不同，可在作为聚光透镜20的聚光区域的荧光轮30上(即，荧光体上)，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。
像上述那样，在本实施方式中，在采用多个半导体激光器12A、12B和多个准直透镜13A、13B的光源10A、10B中，可抑制荧光体的发光效率的降低，另外可在聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的焦点形状(光束形状)。此外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，还可调整聚光点形状(光束形状)。
在本实施方式中，由于在各个半导体激光器12A、12B和准直透镜13A、13B的对中，可进行不同的位移量以及不同的位移方向的第一位移和第二位移，因此，可进行更加精细的调整。
(光源的其它的实施方式的说明)
下面通过图3A～图3D及图2，对有关光源的本发明的另一实施方式进行说明。另外，图3A为用于表示本发明的光源装置的另一实施方式的示意性的平面图，表示光源装置的平面图，并且在图3A的左上方将从聚光透镜20侧观察光源10的半导体激光器12A、12B时的图作为半导体激光器的正面图而示出。另外，为了说明从1个半导体激光器射出的激光的运场图案和近场图案，对轴定义的轴说明图在图3B中表示出。图3C为用于表示本发明的光源装置的另一实施方式的示意性的侧面图，表示光源装置的侧面图，并且在图3C的左上方将从聚光透镜20侧观察光源10的半导体激光器12A、12B时的图作为半导体激光器的正面图而示出。另外，为了说明从1个半导体激光器射出的激光的远场图案和近场图案，对轴定义的轴说明图在图3D中表示出。此外，在图3A、图3C的半导体激光器的正面图中，从箭头A观察到的光源装置与本实施方式的光源装置的平面图相对应，从箭头B观察到的光源装置与本实施方式的光源装置的侧面图相对应。
在本实施方式中，也伴随构成透镜阵列的准直透镜的光轴沿与来自对应的半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置透镜阵列和半导体激光器。另外，在上述1个实施方式中，第一光源的透镜阵列和第二光源的透镜阵列伴随准直透镜的沿光轴方向偏移的第二位移而设置，由此，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)，但是，在本实施方式中，通过使构成第一光源的透镜阵列的准直透镜的焦距和构成第二光源的透镜阵列的准直透镜的焦距不同，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。另外，在图3A、图3C所示的实施方式中，不进行第二位移，但第一准直透镜13A和第二准直透镜13B均设置于从焦点位置偏移的散焦的位置。另外，在本实施方式中，不进行第二位移，但也可在使准直透镜的焦距不同的基础上并用第二位移。
(第一位移的说明)
由于图3A、图3C所示的另一实施方式的第一位移与上述图1A、图1C所示的1个实施方式相同，因此，在下面简单地进行说明。
在本实施方式的光源装置1中，具备具有多个半导体激光器12A、12B和由与此相对应的多个准直透镜13A、13B构成的透镜阵列14A、14B的光源10A、10B。光源10A、10B包括聚光点形状的短轴的方向设置于第一方向的第一光源10A；聚光点形状的短轴的方向设置于不同于第一方向的第二方向的第二光源10B。光源装置1还具有聚光透镜20，该聚光透镜20使从第一光源10A和第二光源10B射出的光聚光；荧光轮30，该荧光轮30具有荧光体，使通过聚光透镜20聚光的光透射。在第一光源10A和第二光源10B中，伴随构成透镜阵列14A、14B的准直透镜13A、13B的光轴沿与来自对应的半导体激光器12A、12B的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置准直透镜14A、14B和半导体激光器12A、12B。
由此，来自第一光源10A的射出光，在作为聚光区域的荧光轮30上，形成在上下方向排列两个的左右较长的椭圆状的聚光点形状(光束形状)(参照图2)。另一方面，来自第二光源10B的射出光形成在左右方向排列两个的上下较长的椭圆状的聚光点形状(光束形状)(参照图2)。
即，由于伴随构成透镜阵列14A、14B的准直透镜13A、13B的光轴沿与来自对应的半导体激光器12A、12B的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置，因此，从多个半导体激光器12A、12B射出的光通过聚光透镜20，聚光于荧光轮30上(即，荧光体上)的分别不同的位置。于是，由于可抑制荧光体上的聚光区域的光密度，因此，能有效地利用来自荧光体的射出光。
图2表示来自伴随这样的第一位移的第一光源10A(第二光源10B)的射出光通过聚光透镜20聚光于荧光轮30上的场合的聚光点形状的一个例子。在图2中，在图面的上下(左右)方向形成排列两个的左右(上下)较长的椭圆状的聚光点形状。由此，像图2的右(下)侧的光强度曲线图所示的那样，来自第一光源10A的射出光没有集中于1个点，而分散于具有两个峰值的光强度曲线。
在此，如果聚光区域为1个的场合的原始的光峰值强度为Po，则图2的场合的峰值强度为：P＝Po/(聚光区域数量＝4)。即，由于得到原始的光峰值强度Po除以聚光区域的数值，因此，在本例子中，形成1/4的光峰值强度。
另外，利用第一位移，从准直透镜13A、13B，光相对于聚光透镜20的光轴以规定的角度而入射到聚光透镜20，但该角度的绝对值优选为在0.25～2度。如果倾斜角度的绝对值优选为在0.25～2度的范围内，则荧光轮30(荧光体)的聚光区域SP(参照图4A)的面积不会过大。另外，在图1C中，并不限于以相同位移量而位移的场合，也可以以分别不同的位移量进行第一位移。
(使准直透镜的焦距不同的说明)
在本实施方式中，在图3A和图3C中，在图中构成设置于下侧的第一光源10A的第一透镜阵列14A的第一准直透镜13A的焦距，和构成设置于上侧的第二光源10B的第二透镜阵列14B的第二准直透镜13B的焦距不同。更具体地说，与第一光源10A相对应的第一准直透镜13A的曲率半径大于与第二光源10B相对应的第二准直透镜13B的曲率半径。由此，与第二准直透镜13B相比较，曲率半径大的第一准直透镜13A在聚光区域描绘更大的像(聚光点形状大)。
因此，通过使准直透镜的焦距不同，获得与上述第二位移相同的效果。使用图2，进行从第一光源10A和第二光源B的射出光通过聚光透镜20，聚光于荧光轮30上的场合的聚光点形状的比较。像图2所示的那样，第一光源10A的射出光的左右较长的椭圆形状的长轴的长度大于第二光源10B的射出光的上下较长的椭圆形状的长轴的长度。
在本实施方式中，也可在作为聚光透镜20的聚光区域的荧光轮30上(即，荧光体上)，获得具有横长(或纵长)的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。于是，可通过适当地选择该准直透镜的焦距和距准直透镜的焦点位置的距离，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。作为具有所希望的大小和纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)的一个例子，可列举纵1.5mm×横2mm的聚光点形状(光束形状)，但是并不限于此。
由于如上所述，构成聚光点形状的短轴为第一方向的第一光源10A的透镜阵列14A的第一准直透镜13A的焦距，和构成聚光点形状的短轴为第二方向的第二光源10B的第二透镜阵列14B的第二准直透镜13B的焦距不同，因此，可在聚光透镜20的聚光区域中，获得所希望的大小和纵横尺寸比的光束形状(聚光点形状)。
如上所述，在图3A和图3C所示的其它的实施方式中，在采用多个半导体激光器12A和透镜阵列14A的第一光源10A和采用多个半导体激光器12B和透镜阵列14B的第二光源10B中，可抑制荧光体的发光效率的降低，还可在聚光区域，获得所希望的大小和纵横尺寸比的焦点形状(光束形状)。另外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，也可调整聚光点形状(光束形状)的尺寸。
在本实施方式中，也由于至少具有第一位移的朝向相互差180度的两个第一光源10A，和第一位移的朝向相互差180度的两个第二光源10B，因此，可在相对聚光透镜20的光轴而保持对称的位置，获得第一光源的两个焦点形状(光束形状)和第二光源的两个焦点形状(光束形状)。于是，可以以聚光透镜20的光轴为中心，获得以规定程度扩大的焦点形状(光束形状)。
另外，由于第一位移在半导体激光器12A、12B的聚光点形状的短轴的方向进行，因此，从各半导体激光器射出的光不相互干涉，可在聚光区域适当地抑制光密度。
此外，由于第一方向和上述第二方向相差90度，因此，利用第一透镜阵列14A和第二透镜阵列14B之间的第二位移以及距焦点位置的距离，获得所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。
在图3A、图3B所示的其它的实施方式中，第一光源10A的第一透镜阵列14A和第二光源10B的第二透镜阵列14B也设置于散焦在相对焦点位置接近半导体激光器一侧的位置，但是，也可与此相反，设置于散焦在相对焦点位置远离半导体激光器一侧的位置。此外，还可将两个透镜阵列14A、14B设置于焦点位置。在该场合，聚光点形状的短轴的方向不是与半导体激光器的远场图案而是近场图案的短轴的方向一致。
在本实施方式中，示出设置4个光源的光源装置，但是并不限于此，本发明包括采用其它的任意的数量的光源的光源装置。还考虑到，例如在聚光透镜的光轴上设置不进行第一位移的光源，在其周围，设置多个进行第一位移的光源的对。另外，在本发明中，可按照聚光点形状的短轴的方向为任意的方向的方式将光源设置于任意的位置。
(各个准直透镜设置于壳体的实施方式)
在上述其它的实施方式中，示出采用由多个准直透镜构成的透镜阵列的场合，但是并不限于此，也可像图6的右方所示的那样，代替透镜阵列(图6的左方的图)，采用各个准直透镜13A、13B(图6的右方的图)。在该场合，代替透镜阵列14A、14B，将各自的准直透镜13A、13B设置于壳体。其它的结构与上述其它的实施方式相同。
即，光源装置1具备多个光源10A、10B，该多个光源10A、10B具有半导体激光器12A、12B和与其相对应的准直透镜13A、13B；聚光透镜20，该聚光透镜20使从光源10A、10B射出的光聚光；具有荧光体的荧光轮30。该荧光轮30使通过聚光透镜20聚光的光透射。在多个光源10A、10B中的至少一部分中，伴随准直透镜13A、13B的光轴沿与来自对应的半导体激光器12A、12B的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置准直透镜13A、13B和半导体激光器12A、12B。在半导体激光器12A、12B中，具有聚光点形状的短轴的方向设置于第一方向的第一半导体激光器12A，和聚光点形状的短轴的方向设置于不同于第一方向的第二方向的第二半导体激光器12B。与第一半导体激光器12A相对应的准直透镜13A的焦距和与第二半导体激光器12B相对应的准直透镜13B的焦距不同。
根据本实施方式，由于准直透镜13A、13B的光轴伴随沿与来自对应的半导体激光器12A、12B的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而设置，因此，从多个光源10A、10B射出的光通过聚光透镜20，聚光于荧光轮30上(即，荧光体上)的分别不同的位置。于是，由于可抑制荧光体上的聚光区域的光密度，因此，可有效地利用荧光体的射出光。
另外，由于与聚光点形状的短轴为第一方向的第一半导体激光器12A相对应的准直透镜13A的焦距，和与聚光点形状的短轴为第二方向的第二半导体激光器12B相对应的准直透镜13B的焦距不同，因此，聚光点形状(光束形状)的大小不同，可在聚光透镜20的聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的光束形状(聚光点形状)。
如上所述，在本实施方式中，在采用多个半导体激光器12A、12B和多个准直透镜13A、13B的光源10A、10B中，可抑制荧光体的发光效率的降低，另外可在聚光区域，获得所希望的大小和所希望的纵横尺寸比的焦点形状(光束形状)。另外，由于利用第一位移，光聚光于不同的位置，由此，还可调整聚光点形状(光束形状)的大小。
另外，在本实施方式中，在各自的半导体激光器12A、12B和准直透镜13A、13B的对中，可进行不同的位移量、不同的位移方向的第一位移，或采用不同的焦距的准直透镜13A、13B，可进行更加精细的调整。
(准直透镜的位置和光强度的关系的说明)
下面使用图5A～5D，对准直透镜的位置和光强度的关系进行说明。像图5A所示的那样，在准直透镜配置于焦点位置的场合，像图5C所示的那样，聚光区域的聚光点形状小，光峰值强度高(光密度高)。另一方面，像图5B所示的那样，在准直透镜从焦点位置错开而进行设置的场合，像图5D所示的那样，聚光区域的聚光点形状的面积大，光峰值强度低(光密度低)。于是，通过使准直透镜从焦点位置错开，可增加聚光区域的面积，抑制所聚光的光的光密度。于是，利用第一位移，不但可抑制聚光于聚光区域中的分别不同的位置的荧光体上的光密度，而且通过从焦点位置错开，增加聚光区域的面积，在荧光体上能抑制光密度。由此，可以有效地利用荧光体的射出光。
此外，可利用第二位移，在第一方向和第二方向改变从焦点位置错开的错开量，形成所希望的纵横尺寸比的聚光点形状(光束形状)。
另外，在图5C中，以示意方式，较小地绘制准直透镜设置于焦点位置的场合的聚光点形状，但是，在本发明中，可根据用途将准直透镜设置于焦点位置。
下面通过图7的曲线图，对第一位移和准直透镜从焦点位置错开(散焦)的场合的荧光体的输出效率进行说明。
图7的曲线图表示荧光体的光输出和光源部10的激励光输出的关系。(A)所示的细的虚线表示第一位移和散焦均没有进行的场合，(B)所示的虚线表示仅仅进行散焦的场合，(C)所示的实线表示并用第一位移和散焦的场合。
在由(A)的细的虚线表示的第一位移和散焦均没有实现的场合，如果提高激励输出，则荧光体输出遇到峰值，与此相反，则减少。由(B)的虚线表示的进行准直透镜从焦点位置错开的散焦，但是在不进行第一位移的场合，如果提高激励输出，则荧光体输出也上升，但是逐渐饱和。
另一方面，在并用由(C)的实线表示的第一位移和散焦的场合，抑制荧光体输出的饱和，在来自光源部10的光的输出高的场合，也可有效地采用荧光体。其原因在于：由于能将聚光区域SP的光密度抑制得较低，因此，抑制荧光体的发光效率的降低。
于是，由于通过将第一位移和散焦组合，从多个光源10射出的光聚光在荧光体上的分别不同的位置，并且来自一个一个光源10的光的聚光直径大，因此，可充分地将光密度抑制得较低，可充分地抑制荧光体的发光效率的降低。
像上述那样，在本发明的实施方式的光源装置1中，可利用第一位移，分别使多个光源10的聚光区域错开，可降低荧光体的聚光区域的光密度。另外，通过进行使准直透镜13的位置错开的散焦，可在不牺牲集光率(etendue)的情况下，增加荧光体的聚光区域SP的形状，降低光密度。由此，可抑制荧光体的光转换效率的降低，可有效地采用荧光体。另外，可改变同一形状的光源10的配置而进行组装，也不牺牲量产率。
另外，光源10的数量并不限于上述实施方式，只要是具有至少4个以上，则可为任意的数量，对于1个光源10内的半导体激光器12的数量，只要是具有至少两个以上，则可为任意的数量。
此外，在上述实施方式的说明中，第一方向和第二方向相差90度的含义是与第一方向和第二方向之间的角度为90度相同的意思。
(本发明的1个实施方式的投影仪的说明)
下面，利用图8对在上述实施方式中示出的光源装置1用作所谓的单片式的DBP投影仪的光源装置的场合进行说明。另外，图8为用于表示具有在上述实施方式中示出的光源装置1的投影仪100的结构的示意图，且为从上方观察光源装置1及投影仪100的示意性的平面图。图8所示的光源装置1以示意方式简化地记载，没有描述在图1A、图1C、图3A、图3等中记载的特征部分。
在图8中，从光源装置1射出的光由作为光空间调制器的DMD(DigitalMicromirrorDevice)元件110反射，通过作为投射机构的投射透镜120而聚光，投影于屏幕SC上。在DMD元件中，将相当于投影于屏幕上的图像的各像素的微细透镜以矩阵状排列，可使改变各透镜的角度向屏幕射出的光可以微秒单位通过/遮断(ON/OFF)。
另外，根据将各透镜设为通过(ON)的时间和遮断(OFF)的时间的比率，使入射到投影透镜的光的灰度变化，由此，可进行基于投影图像的图像数据的灰度显示。
此外，在本实施方式中，光调制机构采用DMD元件，但是并不限于此，可根据用途，采用其它的任意的光调制元件。另外，本发明的光源装置1和采用该光源装置1的投影仪并不限于上述实施方式，在本发明中包括其它的各种实施方式。
对本发明的实施方式进行了说明，但公开内容在结构的细节部分也可改变，实施方式的要素的组合及顺序的变化等可在不脱离请求保护的本发明的范围和思想的情况下实现。

Claims (12)

1.一种光源装置，具备：
多个光源，其具有半导体激光器和与该半导体激光器对应的准直透镜；
聚光透镜，其使从上述光源射出的光聚光；
荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，
在上述多个光源中的至少一部分，伴随上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述准直透镜和上述半导体激光器，
在上述半导体激光器中，具有：聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向的第一半导体激光器和聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向的第二半导体激光器，
与上述第一半导体激光器相对应的上述准直透镜和与上述第二半导体激光器相对应的上述准直透镜伴随沿上述准直透镜沿光轴方向偏移的第二位移而配置。
2.一种光源装置，具备：
多个光源，其具有半导体激光器和与该半导体激光器对应的准直透镜；
聚光透镜，其使从上述光源射出的光聚光；
荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，
在上述多个光源中的至少一部分，伴随上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述准直透镜和上述半导体激光器，
在上述半导体激光器中，具有：聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向的第一半导体激光器和聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向的第二半导体激光器，
与上述第一半导体激光器相对应的上述准直透镜的焦距和与上述第二半导体激光器相对应的上述准直透镜的焦距不同。
3.一种光源装置，具备：
第一光源，其具有多个半导体激光器和由与该多个半导体激光器相对应的多个准直透镜构成的透镜阵列，且聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向；
第二光源，其具有多个半导体激光器和由与该多个半导体激光器相对应的多个准直透镜构成的透镜阵列，且聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向；
聚光透镜，其使从上述第一光源和上述第二光源射出的光聚光；
荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，
在上述第一光源和上述第二光源，伴随构成上述透镜阵列的上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述透镜阵列和上述半导体激光器，
上述第一光源的上述透镜阵列和上述第二光源的上述透镜阵列伴随沿上述准直透镜沿光轴方向偏移的第二位移而配置。
4.一种光源装置，具备：
第一光源，其具有多个半导体激光器和由与该多个半导体激光器相对应的多个准直透镜构成的透镜阵列，且聚光点形状的短轴的方向配置于第一方向；
第二光源，其具有多个半导体激光器和由与该多个半导体激光器相对应的多个准直透镜构成的透镜阵列，且聚光点形状的短轴的方向配置于与上述第一方向不同的第二方向；
聚光透镜，其使从上述第一光源和上述第二光源射出的光聚光；
荧光轮，其具有荧光体，并使从上述聚光透镜射出的光透射，
在上述第一光源和上述第二光源，伴随构成上述透镜阵列的上述准直透镜的光轴沿与来自对应的上述半导体激光器的射出光的光轴相垂直的方向偏移的第一位移而配置上述透镜阵列和上述半导体激光器，
构成上述第一光源的上述透镜阵列的上述准直透镜的焦距和构成上述第二光源的上述透镜阵列的准直透镜的焦距不同。
5.如权利要求3或4所述的光源装置，其中，
至少具有：上述第一位移的朝向相互差180度的两个上述第一光源和上述第一位移的朝向相互差180度的两个上述第二光源。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的光源装置，其中，
上述第一位移为在上述半导体激光器的上述聚光点形状的短轴的方向进行的位移。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的光源装置，其中，
上述第一方向和上述第二方向相互差90度。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的光源装置，其中，
上述光源固定于支承部件的同一平面上。
9.如权利要求8所述的光源装置，其中，
上述支承部件为散热部件。
10.如权利要求1～9中任意一项所述的光源装置，其中，
来自上述光源的射出光的波段为370nm～500nm。
11.如权利要求1～10中任意一项所述的光源装置，其中，
上述荧光体中的一个为以包含红色光的光发光的荧光体。
12.一种投影仪，具备：
权利要求1～11中任意一项所述的光源装置；
光调制机构，其基于图像数据，依次调制从上述光源装置射出的多个波段的光而形成图像；
投射机构，其扩大上述图像并投射。
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