CN107429886B - 光源装置、照明装置和投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供光源装置、照明装置和投影仪，无焦倍率较低并能够较细地缩小光线束、且小型。本发明的光源装置具有：第1光源单元(21A)，其射出第1光线(L1t)；第2光源单元(21B)，其射出包含第2光线(L2t)和第3光线(L2u)的光线束；缩小光学系统(72)，其缩小光线束；以及合成光学系统(70)，其对第1光线和缩小光线束进行合成。缩小光学系统在第1方向上缩小第2光线和第3光线之间的间隔，作为第4光线(L2t’)和第5光线(L2u’)射出，合成光学系统具有透光区域(70A)和光反射区域(70B)，第1光线入射到透光区域和光反射区域中的一方，第4光线和第5光线入射到透光区域和光反射区域中的另一方。

Description

光源装置、照明装置和投影仪
技术领域
本发明涉及光源装置、照明装置和投影仪。
背景技术
作为投影仪用的光源装置，已知有这样的装置：使用透镜积分器，利用来自多个光源单元的光均匀地对荧光体层进行照明(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日文特开2013-114980号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，例如也可以考虑通过使用缩小系统的无焦光学系统来缩小光线束，缩小透镜积分器等设置于后级的光学元件，使光源装置小型化。另外，在本说明书中，还有时将缩小系统的无焦光学系统简称作无焦光学系统。此外，无焦倍率较高是指能够得到较高的光束宽度压缩率，无焦倍率较低是指能够得到较低的光束宽度压缩率。
在无焦倍率较高的情况下，对光源单元要求较高的校准精度。因此，需要考虑光源单元的安装偏差等，在某种程度上将无焦倍率抑制得较低。但是，具有如下的课题：如果无焦倍率较低，则无法充分缩小入射到透镜积分器的光的光束宽度，进而无法使透镜积分器等设置于后级的光学元件小型化。
本发明是为了解决上述的课题而完成的，其目的之一在于提供一种能够容易缩小光线束的光源装置。此外，其目的在于提供具有所述光源装置的照明装置和具有所述照明装置的投影仪。
用于解决问题的手段
根据本发明的第1方式，提供一种光源装置，该光源装置具有：第1光源单元，其射出第1光线；第2光源单元，其射出包含有在第1方向上并排的第2光线和第3光线的光线束；缩小光学系统，其在所述第1方向上缩小所述光线束作为缩小光线束射出；以及合成光学系统，其通过使所述第1光线透过或反射并使所述缩小光线束反射或透过，对所述第1光线和所述缩小光线束进行合成，其中，在设包含所述缩小光线束的光轴且与所述第1方向平行的面为基准面时，所述第1光线和所述基准面的距离不同于所述第2光线和所述基准面的距离，所述缩小光学系统在所述第1方向上缩小所述第2光线和所述第3光线之间的间隔，将所述第2光线和所述第3光线分别作为第4光线和第5光线射出，所述合成光学系统具有：透光区域，其具有与所述基准面平行的长边；以及光反射区域，其具有与所述基准面平行的长边，所述第1光线入射到所述透光区域和所述光反射区域中的一方，所述第4光线和所述第5光线入射到所述透光区域和所述光反射区域中的另一方。
根据第1方式的光源装置，能够利用缩小光学系统，在第1方向上有效地缩小从第2光源单元射出的光线束并射出。由此，例如，能够使配置于合成光学系统的后级的光学系统小型化。另外，在本说明书中，在第1方向上缩小光线束是指在与第1方向平行的方向上缩小光线束。
在上述第1方式中，优选的是，所述第2光线的截面形状和所述第3光线的截面形状均在所述第1方向上具有长度方向。
根据该结构，由缩小光学系统带来的第2光线和第3光线的损耗较小。
在上述第1方式中，优选的是，还具有第2缩小光学系统，所述第1光源单元还射出第6光线，所述第6光线在与所述第1方向交叉的第2方向上与所述第1光线并排，所述第2缩小光学系统在所述第2方向上缩小所述第1光线和所述第6光线之间的间隔，将所述第1光线和所述第6光线分别作为第7光线和第8光线射出，所述第7光线和所述第8光线入射到所述透光区域和所述光反射区域中的一方。
根据该结构，能够利用第2缩小光学系统缩小由从第1光源单元射出的多个光线构成的光线束。
根据本发明的第2方式，提供一种照明装置，其具有：上述第1方式的光源装置；波长转换元件；以及导光光学系统，其将所述第1光、所述第4光线和所述第5光线的至少一部分引导至所述波长转换元件。
根据第2方式，能够提供小型的照明装置。
根据本发明的第3方式，能够提供一种投影仪，其具有：上述第2方式的照明装置；光调制装置，其根据图像信息对从所述照明装置射出的光进行调制，由此形成图像光；以及投射光学系统，其投射所述图像光。
根据第3方式，能够实现小型的投影仪。
附图说明
图1是示出投影仪的概略结构的俯视图。
图2是示出照明装置的概略结构的图。
图3是示出光源装置的概略结构的图。
图4是示出缩小光学系统的效果的图。
图5是示出第2缩小光学系统的效果的图。
图6是示出合成光学系统的平面结构的图。
图7是示出比较例的结构的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
另外，为了容易理解特征，在以下的说明所使用的附图中，方便起见，有时放大示出作为特征的部分，各结构要素的尺寸比例等未必与实际相同。
(第1实施方式)
首先，对本实施方式的投影仪的一例进行说明。本实施方式的投影仪是在屏幕(被投影面)SCR上显示彩色影像(图像)的投影型图像显示装置。投影仪1使用与红色光、绿色光、蓝色光的各色光对应的3个光调制装置。投影仪具有能够获得高亮度/高输出的光的半导体激光器(激光光源)作为照明装置的光源。
(投影仪)
图1是示出本实施方式的投影仪的概略结构的俯视图。如图1所示，投影仪1具有：照明装置2、颜色分离光学系统3、光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B、光合成部5和投射光学系统6。
颜色分离光学系统3用于将照明光WL分离为红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB。颜色分离光学系统3概略地具有：第1分色镜7a和第2分色镜7b；第1全反射镜8a、第2全反射镜8b和第3全反射镜8c；以及第1中继透镜9a和第2中继透镜9b。
第1分色镜7a具有将来自照明装置2的照明光WL分离为红色光LR和其他光(绿色光LG和蓝色光LB)的功能。第1分色镜7a使分离后的红色光LR透过，并对其他光(绿色光LG和蓝色光LB)进行反射。另一方面，第2分色镜7b具有将其他光分离为绿色光LG和蓝色光LB的功能。第2分色镜7b对分离后的绿色光LG进行反射，并使蓝色光LB透过。
第1全反射镜8a配置于红色光LR的光路中，使透过了第1分色镜7a的红色光LR朝向光调制装置4R反射。另一方面，第2全反射镜8b和第3全反射镜8c配置于蓝色光LB的光路中，将透过了第2分色镜7b的蓝色光LB引导至光调制装置4B。绿色光LG从第2分色镜7b朝向光调制装置4G反射。
第1中继透镜9a和第2中继透镜9b配置于蓝色光LB的光路中的第2全反射镜8b的光射出侧。第1中继透镜9a和第2中继透镜9b具有如下功能：补偿由于蓝色光LB的光路长度比红色光LR或绿色光LG的光路长度长而引起的蓝色光LB的光损耗。
光调制装置4R根据图像信息对红色光LR进行调制，形成与红色光LR对应的图像光。光调制装置4G根据图像信息对绿色光LG进行调制，形成与绿色光LG对应的图像光。光调制装置4B根据图像信息对蓝色光LB进行调制，形成与蓝色光LB对应的图像光。
光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B例如使用了透射型液晶面板。此外，在液晶面板的入射侧和射出侧配置有一对偏振片(未图示。)，构成为仅使特定方向的直线偏振光通过。
此外，光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B的入射侧分别配置有场透镜10R、场透镜10G、场透镜10B。场透镜10R、场透镜10G、场透镜10B用于对分别入射到光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B的红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB进行平行化。
来自光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B的图像光入射到光合成部5。光合成部5对与红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB对应的图像光进行合成，使该合成后的图像光朝向投射光学系统6射出。光合成部5例如使用了十字分色棱镜。
投射光学系统6由投射透镜组构成，朝向屏幕SCR放大投射被光合成部5合成后的图像光。由此，在屏幕SCR上显示放大的彩色影像。
(照明装置)
接着，对本发明的一个实施方式的照明装置2进行说明。图2是示出照明装置2的概略结构的图。如图2所示，照明装置2具有：光源装置100、积分器光学系统24、包含偏振分离元件50A的光学元件25A、第1拾取光学系统26、荧光发光元件(波长转换元件)27、相位差板28、第2拾取光学系统29、扩散反射元件30、均束器光学系统31、偏振转换元件32和重叠光学系统33。
光源装置100射出激励光BL和蓝色光BL’。另外，之后对光源装置100的详细结构进行叙述。
激励光BL和蓝色光BL’入射到积分器光学系统24。积分器光学系统24由第1多透镜阵列24a和第2多透镜阵列24b构成。第1多透镜阵列24a具有多个小透镜24am，第2多透镜阵列24b具有与多个小透镜24am对应的多个小透镜24bm。
透过了积分器光学系统24的激励光BL和蓝色光BL’入射到光学元件25A。光学元件25A例如由具有波长选择性的分色棱镜构成。分色棱镜具有与光轴ax1呈45°的角度的倾斜面K。倾斜面K也与光轴ax2呈45°的角度。
在倾斜面K上设置有具有波长选择性的偏振分离元件50A。偏振分离元件50A将激励光BL和蓝色光BL’分离为针对该偏振分离元件50A的S偏振成分和P偏振成分。
此外，偏振分离元件50A具有如下的颜色分离功能：无论其偏振状态如何，都使波段与后述的激励光BL以及蓝色光BL’不同的第2光即荧光YL透过。
激励光BL是被偏振分离元件50A反射的S偏振光。蓝色光BL’是透过偏振分离元件50A的P偏振光。
因此，激励光BL作为S偏振的激励光BLs，被偏振分离元件50A朝向荧光发光元件27反射。另一方面，蓝色光BL’作为P偏振的蓝色光BL’p，朝向扩散反射元件30，透过偏振分离元件50A。
从偏振分离元件50A射出的S偏振的激励光BLs入射到第1拾取光学系统26。第1拾取光学系统26使从第2多透镜阵列24b射出的多个光束(激励光BLs)朝向荧光体层34聚光，并且在荧光体层34上相互重叠。
第1拾取光学系统26例如由拾取透镜26a、拾取透镜26b构成。从第1拾取光学系统26射出的激励光BLs入射到荧光发光元件27。荧光发光元件27具有：荧光体层34；基板35，其支承该荧光体层34；以及固定部件36，其将荧光体层34固定于基板35。
荧光体层34通过固定部件36固定于基板35。荧光体层34的与激励光BLs入射的一侧相反侧的面接触基板35。
荧光体层34包含吸收波长为440nm的激励光BLs而被激励的荧光体，被该激励光BLs激励的荧光体例如生成荧光(黄色光)YL作为第2光，该荧光YL在500～700nm的波段中具有峰值波长。
荧光体层34优选使用耐热性和表面加工性优异的荧光体层。作为这样的荧光体层34，例如能够优选使用使荧光体颗粒在氧化铝等无机粘结剂中分散的荧光体层、或不使用粘结剂而对荧光体颗粒进行烧结的荧光体层等。
在荧光体层34的与激励光BLs入射的一侧相反侧设置有作为第1反射元件的反射部37。反射部37具有对由荧光体层34生成的荧光YL进行反射的功能。
在基板35的与支承荧光体层34的面相反侧的面上配置有散热器38。荧光发光元件27能够经由该散热器38进行散热，所以能够防止荧光体层34的热劣化。
由荧光体层34生成的荧光YL中的一部分的荧光YL被反射部37反射，向荧光体层34的外部射出。此外，由荧光体层34生成的荧光YL中的其他一部分的荧光YL不经由反射部37而射出到荧光体层34的外部。这样，荧光YL从荧光体层34朝向第1拾取光学系统26射出。
从荧光体层34射出的荧光YL是非偏振光。荧光YL透过了第1拾取光学系统26和偏振分离元件50A，入射到均束器光学系统31。
从偏振分离元件50A射出的P偏振的蓝色光BL’p入射到相位差板28。相位差板28由配置于偏振分离元件50A和扩散反射元件30之间的光路中的1/4波长板构成。因此，从偏振分离元件50A射出的P偏振的蓝色光BL’p在被该相位差板28转换为圆偏振的蓝色光BL’c以后，入射到第2拾取光学系统29。
第2拾取光学系统29使蓝色光BL’c朝向扩散反射元件30聚光，例如由拾取透镜29a构成。
扩散反射元件30使从第2拾取光学系统29射出的蓝色光BL’c朝向偏振分离元件50A扩散反射。作为扩散反射元件30，优选使用使蓝色光BL’c进行兰伯特(Lambert)反射的扩散反射元件。
被扩散反射元件30扩散反射的蓝色光BL’c透过相位差板28，由此转换为S偏振的蓝色光BL’s。蓝色光BL’s入射到偏振分离元件50A。然后，蓝色光BL’s被偏振分离元件50A朝向均束器光学系统31反射。
由此，蓝色光BL’s与透过了偏振分离元件50A的荧光YL一起作为照明光WL使用。即，蓝色光BL’s和荧光YL从偏振分离元件50A相互朝向相同方向射出。由此，能够得到将蓝色光BL’s和荧光(黄色光)YL混合后的照明光(白色光)WL。
从偏振分离元件50A射出的照明光WL入射到均束器光学系统31。均束器光学系统31例如由透镜阵列31a和透镜阵列31b构成。透镜阵列31a、31b由阵列状地排列多个透镜而得到的阵列构成。
透过了均束器光学系统31的照明光WL入射到偏振转换元件32。偏振转换元件32由偏振分离膜和相位差板构成。偏振转换元件32将照明光WL转换为直线偏振光。
从偏振转换元件32射出的照明光WL入射到重叠光学系统33。重叠光学系统33使照明光WL在被照明区域上重叠。重叠光学系统33例如由重叠透镜33a构成。由此，使被照明区域的照度分布均匀化。
接着，对光源装置100的详细内容进行说明。图3是示出光源装置100的概略结构的图。
如图3所示，光源装置100具有：第1光源单元21A、第2缩小光学系统71、第2光源单元21B、缩小光学系统72、合成光学系统70和无焦光学系统23。
第1光源单元21A包含多个半导体激光器11，射出光线束K1，该光线束K1包含从各半导体激光器11射出的多个光线L1。
第2光源单元21B包含多个半导体激光器12，射出光线束K2，该光线束K2包含从各半导体激光器12射出的多个光线L2。
在图3中，设从第1光源单元21A射出的光线束K1的行进方向为Y方向、从第2光源单元21B射出的光线束K2的行进方向为-X方向、分别与X方向以及Y方向垂直的方向为Z方向。
第1光源单元21A和第2缩小光学系统71具有以光轴AX1为中心左右对称的结构。因此，以下，对图3中的以光轴AX1为中心的左部分的结构进行说明。为了方便说明，针对图3的左侧的5个半导体激光器11，从-X侧朝向+X侧依次分别称作半导体激光器11A～11E。
此外，第2光源单元21B和缩小光学系统72具有以光轴AX2为中心的上下对称的结构。因此，以下，对图3中的以光轴AX2为中心的下部分的结构进行说明。为了方便说明，针对图3的下侧的5个半导体激光器12，从-Y侧朝向+Y侧依次分别称作半导体激光器12A～12E。
多个半导体激光器11在与光轴AX1垂直的面内(与XZ平面平行的面内)配置为阵列状。在本实施方式中，虽然未图示，但例如在Z方向上配置有3列由沿着X方向配置的9个半导体激光器11构成的激光器列11。X方向相当于权利要求中的“第2方向”。另外，半导体激光器11的设置数量或排列数量不限于此。
半导体激光器11例如射出峰值波长为460nm的蓝色光BL’，作为光线L1。
多个半导体激光器12在与光轴AX2垂直的面内(与YZ平面平行的面内)配置为阵列状。在本实施方式中，虽然未图示，但例如在Z方向上配置有3列由沿着Y方向配置的9个半导体激光器12构成的激光器列12。Y方向相当于权利要求中的“第1方向”。另外，半导体激光器12的设置数量或排列数量不限于此。
在设XY平面为基准面的情况下，从任何激光器列11射出的光线束到基准面的距离都与从任何激光器列12射出的光线束到基准面的距离不同(参照图6)。
半导体激光器12例如射出峰值波长为440nm的激励光BL，作为光线L2。
缩小光学系统72在Y方向上缩小从第2光源单元21B射出的光线束K2，并作为缩小光线束K2s射出。从缩小光学系统72射出的缩小光线束K2s入射到合成光学系统70。
在本实施方式中，缩小光学系统72包含棱镜72A、72B、72C、72D。棱镜72A、72B、72C、72D均针对入射的光具有相同的作用。
从半导体激光器12C射出的光线L2t依次透过棱镜72B、72A而直线前进。棱镜72A变更从半导体激光器12A射出的光线L2u的光路。棱镜72A具有第1反射面72A1和第2反射面72A2。第1反射面72A1配置为使光线L2u以45°的入射角入射。第2反射面72A2配置为使被第1反射面72A1反射的光线L2u以45°的入射角入射。第2反射面72A2设置于从半导体激光器12C射出的光线L2t的光路和来自半导体激光器12D的射出光的光路之间。
由此，从半导体激光器12A射出的光线L2u被棱镜72A的第1反射面72A1反射，光线L2u的光路向右弯折90°。接着，被第1反射面72A1反射的光线L2u在棱镜72A内行进后，被第2反射面72A2反射，光线L2u的光路向左弯折90°。这样，入射到棱镜72A的光线L2u作为将光路偏移后的光线L2u’射出。光线L2u’位于从半导体激光器12C射出的光线L2t的光路和从半导体激光器12D射出的光线L2的光路之间。
如果关注从半导体激光器12C射出的光线L2t和从半导体激光器12A射出的光线L2u，则光线L2u的光路利用缩小光学系统72(棱镜72A)向+Y方向移动，光线L2t的光路不变更，而朝向-X方向直线前进。这里，设经由缩小光学系统72(棱镜72A)后的光线L2t为光线L2t’。
缩小光学系统72在第一个方向上缩小光线L2u和光线L2t之间的间隔，将光线L2u和光线L2t分别作为光线L2u’和光线L2t’射出。即，在本实施方式中，光线L2t相当于权利要求的“第2光线”，光线L2u相当于权利要求的“第3光线”，光线Lt’相当于权利要求的“第4光线”，光线L1u’相当于权利要求的“第5光线”。
棱镜72B变更从半导体激光器12B射出的光线L2的光路。棱镜72B具有第1反射面72B1和第2反射面72B2。第1反射面72B1配置为使从半导体激光器12B射出的光线L2以45°的入射角入射。第2反射面72B2配置为使被第1反射面72B1反射的光线L2以45°的入射角入射。第2反射面72B2设置于来自半导体激光器12D的光线L2的光路和来自半导体激光器12E的光线L2的光路之间。
从半导体激光器12B的射出的光线L2的光路与光线L2u同样地向+Y方向偏移。这样，从半导体激光器12B射出的光线L2的光路在从缩小光学系统72射出后，配置于来自半导体激光器12D的光线L2的光路和来自半导体激光器12E的光线L2的光路之间。
从半导体激光器12D射出的光线L2透过棱镜72B而直线前进。从半导体激光器12E射出的光线L2朝向合成光学系统70直线前进。
另外，在以光轴AX2为中心的上部分中，也能够利用棱镜72C、72D，使从第2光源单元21B射出的光线L2的光路向-Y方向偏移。
根据本实施方式，从多个半导体激光器12射出的多个光线L2在从缩小光学系统72相互平行且与光轴AX1平行的状态下射出。这样，Y方向的宽度为W3的光线束K2被缩小光学系统72转换为Y方向的宽度为W4的缩小光线束K2s，从缩小光学系统72射出。
图4(a)是示出缩小前的各光线L2的图，图4(b)是示出缩小后的各光线L2的图。如图4(a)、(b)所示，光线L2的光点S2是在Y方向上具有长轴的大致椭圆形。在本实施方式中，缩小光学系统72在光点S2的长轴方向上缩小光线束K2。
另一方面，第2缩小光学系统71在X方向上压缩从第1光源单元21A射出的光线束K1而作为缩小光线束K1s射出。从第2缩小光学系统71射出的缩小光线束K1s入射到合成光学系统70。在本实施方式中，第2缩小光学系统71包含棱镜71A、71B、71C、71D。棱镜71A、71B、71C、71D均针对入射的光具有相同的作用。
从半导体激光器11C射出的光线L1t依次透过棱镜71B、71A而直线前进。棱镜71A变更从半导体激光器11A射出的光线L1u的光路。棱镜71A具有第1反射面71A1和第2反射面71A2。第1反射面71A1配置为使光线L1u以45°的入射角入射。第2反射面71A2配置为使被第1反射面71A1反射的光线L1u以45°的入射角入射。第2反射面71A2设置于从半导体激光器11C射出的光线L1t的光路和来自半导体激光器11D的光线L1的光路之间。
从半导体激光器11A射出的光线L1u的光路与光线L2u同样地利用棱镜71A向+X方向偏移。入射到棱镜71A的光线L1u作为偏移光路后的光线L1u’射出。这样，从半导体激光器11A射出的光线L1u的光路在第2缩小光学系统71中射出后，位于从半导体激光器11C射出的光线L1t的光路和来自半导体激光器11D的光线L1的光路之间。
如果关注从半导体激光器11C射出的光线L1t和从半导体激光器11A射出的光线L1u，则光线L1u的光路利用第2缩小光学系统71(棱镜71A)向+X方向移动，光线L1t的光路不变更，而朝向+Y方向直线前进。这里，设经由第2缩小光学系统71(棱镜71A)后的光线L1t为光线L1t’。
第2缩小光学系统71在第2方向上缩小光线L1u和光线L1t之间的间隔，将光线L1u和光线L1t分别作为光线L1u’和光线L1t’射出。即，在本实施方式中，光线L1t相当于权利要求的“第1光线”，光线L1u相当于权利要求的“第6光线”，光线L1t’相当于权利要求的“第7光线”，光线L1u’相当于权利要求的“第8光线”。
棱镜71B变更从半导体激光器11B射出的光线L1的光路。棱镜71B具有第1反射面71B1和第2反射面71B2。第1反射面71B1配置为使从半导体激光器11B射出的光线L1以45°的入射角入射。第2反射面71B2配置为使被第1反射面71B1反射的光线L1以45°的入射角入射。第2反射面71B2设置于来自半导体激光器11D的光线L1的光路和来自半导体激光器11E的光线L1的光路之间。
从半导体激光器11B射出的光线L1的光路与光线L1u同样地向+X方向偏移。这样，从半导体激光器11B射出的光线L1的光路在第2缩小光学系统71中射出后，配置于来自半导体激光器11D的光线L1的光路和来自半导体激光器11E的光线L1的光路之间。
从半导体激光器11D射出的光线透过棱镜71B而直线前进。此外，从半导体激光器11E射出的光线L1朝向合成光学系统70直线前进。
另外，针对以光轴AX1为中心的右部分，也能够利用棱镜71C、71D，使从第1光源单元21A射出的光线L1的光路向-X方向偏移。
根据本实施方式，从多个半导体激光器11射出的多个光线L1在从第2缩小光学系统71相互平行且与光轴AX1平行的状态下射出。这样，X方向的宽度为W1的光线束K1被第2缩小光学系统71转换为X方向的宽度为W2的缩小光线束K1s，从第2缩小光学系统71射出。
图5的(a)是示出缩小之前的各光线L1的图，图5的(b)是示出缩小后的各光线L1的图。如图5的(a)、(b)所示，光线L1的光点S1是在X方向上具有长轴的大致椭圆形。在本实施方式中，第2缩小光学系统71在光点S1的长轴方向上缩小光线束K1。
如上所述，第2缩小光学系统71和缩小光学系统72具有多个棱镜。各棱镜具有相互相对的第1反射面和第2反射面。第1反射面与第2反射面的平行度由棱镜制作时的加工精度决定。因此，实现了不依赖棱镜的安装精度的缩小光学系统。即使棱镜绕Z轴旋转了微小角度，入射到棱镜的光和从棱镜射出的光也相互平行。因此，容易使得入射到缩小光学系统的光的光轴和从缩小光学系统射出的光的光轴相互平行。
返回到图3，合成光学系统70对从第2缩小光学系统71射出的缩小光线束K1s和从缩小光学系统72射出的缩小光线束K2s进行合成。合成光学系统70配置为分别与光轴AX1以及AX2呈45°。
图6是示出合成光学系统70的平面结构的图。
如图6所示，合成光学系统70由板状部件构成，具有：透光区域70A，其使从第2缩小光学系统71射出的缩小光线束K1s透过；以及光反射区域70B，其使从缩小光学系统72射出的缩小光线束K2s反射。
在本实施方式中，如上所述，从任何激光器列11射出的光线束到基准面的距离都与从任何激光器列12射出的光线束到基准面的距离不同。此外，透光区域70A和光反射区域70B在Z方向上交替配置。
透光区域70A例如由透明部件构成，具有长条形状。透光区域70A具有与XY平面(基准面)平行的长边。另外，透光区域70A可以由形成在基板上的长条状的开口构成。
此外，光反射区域70B例如由金属等反射镜部件或电介质多层膜等构成，具有长条形状。光反射区域70B具有与XY平面(基准面)平行的长边。
根据这样的结构，合成光学系统70使从第2缩小光学系统71射出的缩小光线束K1s透过并与光轴AX1平行地行进，使从缩小光学系统72射出的缩小光线束K2s反射而与光轴AX1平行地行进。由此，缩小光线束K1s和缩小光线束K2s合成后的合成光线束K3朝向无焦光学系统23射出。
如图6所示，长条状的透光区域70A的长边方向与光点S1的长轴方向、即光线束K1的缩小方向一致。此外，同样，长条状的光反射区域70B的长边方向与光点S2的长轴方向、即光线束K2的缩小方向一致。另外，假设各光点S1、S2的大小相同。
此外，在本实施方式中，如图6所示，形成在一个透光区域70A上的多个光点S1和形成在一个光反射区域70B上的多个光点S2配置为相互错开该光点S1、S2的半个节距。由此，能够提高合成光线束K3的截面中的强度分布的均匀性。
这里，作为比较例，对各光线的光点的短轴方向与光线束的缩小方向一致的情况进行说明。必须是缩小光线束K1s透过透光区域70A、缩小光线束K2s被光反射区域70B反射。但是，如图7所示，在压缩后的各光线的光点S5的短轴方向与光线束的缩小方向(图7的左右方向)一致的情况下，缩小光线束K1s的一部分被光反射区域70B反射。此外，缩小光线束K2s的一部分透过透光区域70A。这样，在合成缩小光线束K1s和缩小光线束K2s而生成合成光线束K3时，产生损耗。为了防止损耗，必须增大在Z方向上相互相邻的2个激光器列的间隔，使缩小光线束K1s不入射到光反射区域70B，且缩小光线束K2s不入射到透光区域70A。
与此相对，根据本实施方式，在生成合成光线束K3时产生损耗的可能性较低。因此，能够有效利用缩小光线束K1s和缩小光线束K2s。
无焦光学系统23是进一步缩小合成光线束K3(激励光BL和蓝色光BL’)的光束宽度的缩小系统的无焦光学系统。无焦光学系统23例如由凸透镜23a、凹透镜23b构成。
如果能够使合成光线束K3充分变细，则不需要无焦光学系统23。在想要使合成光线束K3进一步变细的情况下，使用以往的无焦光学系统23即可。但是，在无焦光学系统23的无焦倍率较高的情况下，容易受到第1光源单元21A(半导体激光器11)和第2光源单元21B(半导体激光器12)中的安装偏差的影响。即，合成光线束K3中的各激光光线的行进方向的偏差变大，合成光线束K3有可能无法有效地入射到期望的区域。例如，向后述荧光体层34入射的入射位置产生偏差，有可能无法有效地产生荧光。因此，在无焦倍率较高的情况下，对光源单元21A、21B要求较高的校准精度。
因此，需要考虑光源单元21A、21B的安装偏差等，某种程度上将无焦光学系统23的无焦倍率抑制为较低。但是，在使无焦倍率降低时，无法使从光源装置100射出的光线充分变细。
与此相对，在本实施方式中，被第2缩小光学系统71和缩小光学系统72缩小后的合成光线束K3入射到无焦光学系统23，所以，能够使用无焦倍率较小的无焦光学系统23。
此外，在光源装置100中，缩小了合成光线束K3的光束宽度，所以能够采用小型的无焦光学系统23。
因此，根据本实施方式，能够抑制合成光线束K3的损耗，并使积分器光学系统24、光学元件25A、第1拾取光学系统26等的后级的光学元件小型化。进而，能够实现照明装置2和投影仪1的小型化。
另外，本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内添加各种变更。
例如，在上述实施方式中，以分别相对于第1光源单元21A和第2光源单元21B设置第2缩小光学系统71和缩小光学系统72的情况为例进行了说明，但本发明不限于此。例如，可以仅具有第2缩小光学系统71和缩小光学系统72的任意一方。
此外，以缩小光线束K1s透过透光区域70A、缩小光线束K2s被光反射区域70B反射的情况为例进行了说明，但也可以使用构成为缩小光线束K1s被光反射区域70B反射、缩小光线束K2s透过透光区域70A的合成光学系统70。
此外，在上述实施方式中，激励光BL的峰值波长是440nm，蓝色光BL’用的峰值波长是460nm。但是，激励光BL和蓝色光BL’的峰值波长不限于这样的例子。
此外，在上述实施方式中，例示了具有3个光调制装置4R、4G、4B的投影仪1，但还能够应用于通过1个光调制装置显示彩色影像的投影仪。
除此以外，照明装置和投影仪的各种结构要素的形状、数量、配置、材料等不限于上述实施方式，能够适当地进行变更。
另外，在上述各实施方式中示出了将本发明的照明装置搭载于投影仪的例子，但不限于此。本发明的照明装置还能够应用于照明设备或汽车的头灯等。
标号说明
1：投影仪；2：照明装置；4R、4G、4B：光调制装置；6：投射光学系统；21A：第1光源单元；21B：第2光源单元；32：波长转换元件；70：合成光学系统；70A：透光区域；70B：光反射区域；71：第2缩小光学系统；72：缩小光学系统；100：光源装置；K1、K2：光线束、K1s：缩小光线束；K2s：缩小光线束；AX2：光轴(缩小光线束的光轴)、光线L1t(第1光线)、光线L1u(第6光线)、光线L1t’(第7光线)、光线L1u’(第8光线)、光线L2t(第2光线)、光线L2u(第3光线)、光线L2t’(第4光线)、光线L2u’(第5光线)。

Claims (5)

1.一种光源装置，其具有：第1光源单元，其射出第1光线；第2光源单元，其射出包含有在第1方向上并排的第2光线和第3光线的光线束；缩小光学系统，其在所述第1方向上缩小所述光线束作为缩小光线束射出；以及合成光学系统，其通过使所述第1光线透过或反射并使所述缩小光线束反射或透过，对所述第1光线和所述缩小光线束进行合成，其中，
在设包含所述缩小光线束的光轴且与所述第1方向平行的面为基准面时，所述第1光线和所述基准面的距离不同于所述第2光线和所述基准面的距离，
所述缩小光学系统在所述第1方向上缩小所述第2光线和所述第3光线之间的间隔，将所述第2光线和所述第3光线分别作为第4光线和第5光线射出，
所述合成光学系统具有：透光区域，其具有与所述基准面平行的长边；以及光反射区域，其具有与所述基准面平行的长边，
所述第1光线入射到所述透光区域和所述光反射区域中的一方，所述第4光线和所述第5光线入射到所述透光区域和所述光反射区域中的另一方。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述第2光线的截面形状和所述第3光线的截面形状均在所述第1方向上具有长度方向。
3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有第2缩小光学系统，
所述第1光源单元还射出第6光线，
所述第6光线在与所述第1方向交叉的第2方向上与所述第1光线并排，
所述第2缩小光学系统在所述第2方向上缩小所述第1光线和所述第6光线之间的间隔，将所述第1光线和所述第6光线分别作为第7光线和第8光线射出，
所述第7光线和所述第8光线入射到所述透光区域和所述光反射区域中的一方。
4.一种照明装置，其具有：
根据权利要求1所述的光源装置；
波长转换元件；以及
导光光学系统，其将所述第1光线、所述第4光线和所述第5光线的至少一部分引导至所述波长转换元件。
5.一种投影仪，其具有：
权利要求4所述的照明装置；
光调制装置，其根据图像信息对从所述照明装置射出的光进行调制，由此形成图像光；以及
投射光学系统，其投射所述图像光。
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