CN108469712A - 光源装置以及投影仪 - Google Patents

Abstract

提供光源装置以及投影仪。光源装置能够稳定地射出规定的颜色的光。本发明的光源装置具有：光源阵列，其具有多个第1发光元件和多个第2发光元件；以及光分支元件，其使从多个第1发光元件射出的第1光束和从多个第2发光元件射出的第2光束朝相互不同的方向行进。光源阵列由包含第1串联电路和第2串联电路的多个串联电路构成。第1串联电路和第2串联电路分别包含多个第1发光元件中的至少一个第1发光元件、以及多个第2发光元件中的至少一个第2发光元件。

Description

光源装置以及投影仪

技术领域

本发明涉及光源装置以及投影仪。

背景技术

提出了具有光源装置的投影仪，该光源装置将从半导体激光器等发光元件射出的激励光照射到荧光体上而得的荧光用作照明光。

在下述专利文献1中，公开了一种光源装置，其具有：固体光源单元，其具有射出蓝色光的多个半导体激光器；分色镜；荧光体层；相位差板；扩散板；以及反射板。多个半导体激光器中的一部分半导体激光器射出相对于分色镜的S偏振光，其他半导体激光器射出相对于分色镜的P偏振光。S偏振光被分色镜反射，激励荧光体层。荧光体射出黄色的荧光。P偏振光透过分色镜而入射到扩散板，进而被反射板反射而成为蓝色扩散光。来自荧光体层的荧光与来自扩散板的蓝色扩散光被分色镜合成，而成为白色光。

专利文献1：日本特开2013-250494号公报

在上述照明装置中，例如射出作为蓝色扩散光的P偏振光的多个半导体激光器串联连接，构成了1个串联电路。当该串联电路发生开路故障(断线模式的故障)的情况下，向串联电路所包含的全部半导体激光器都不再供给电流，从而不再生成蓝色扩散光。其结果，存在无法稳定地得到白色的照明光的问题。

即，在以往的光源装置中，存在如下问题：在将来自由多个发光元件构成的光源阵列的光分支为2个光束并用于相互不同的用途的情况下，当伴随着串联电路的开路故障而一方的光束完全未被射出时，光源装置未发挥期望的功能。

发明内容

本发明的一个方式是为了解决上述课题而完成的，其目的之一在于提供一种光源装置，在该光源装置中，即使发生串联电路的开路故障，分支的多个光束中的一个光束也不会完全未被射出。本发明的一个方式的目的之一在于提供具有上述光源装置的投影仪。

为了达成上述目的，本发明的一个方式的光源装置具有：光源阵列，其具有多个第1发光元件和多个第2发光元件；以及光分支元件，其使从所述多个第1发光元件射出的第1光束和从所述多个第2发光元件射出的第2光束朝相互不同的方向行进。所述光源阵列由包含第1串联电路和第2串联电路的多个串联电路构成。所述第1串联电路和所述第2串联电路分别包含所述多个第1发光元件中的至少一个第1发光元件、以及所述多个第2发光元件中的至少一个第2发光元件。

在本发明的一个方式的光源装置中，例如即使第1串联电路发生开路故障，而导致该串联电路所包含的发光元件全部不点亮，由于在未发生开路故障的第2串联电路中包含第1发光元件和第2发光元件，因此，第1光束和第2光束中的任意一方也不会完全不射出。

可以是，本发明的一个方式的光源装置还具有将所述第1光束转换为荧光的波长转换元件。

根据该结构，能够使用第2光束和荧光得到期望的颜色的光。

可以是，本发明的一个方式的光源装置除了所述波长转换元件之外，还具有将所述第2光束转换为扩散光的扩散元件。

一般情况下，荧光具有宽广的角度分布。根据上述结构，由于能够使第2光束的角度分布接近荧光的角度分布，因此，能够抑制由第2光束和荧光得到的射出光的颜色不均。

在本发明的一个方式的光源装置中，可以是，所述多个串联电路还包含第3串联电路，所述第3串联电路与所述第1串联电路串联连接。

根据该结构，能够简化多个串联电路的控制。

可以是，本发明的一个方式的光源装置还具有控制所述光源阵列的光源控制装置，所述多个串联电路还包含第4串联电路，所述第4串联电路包含所述多个第1发光元件中的至少一个第1发光元件、以及所述多个第2发光元件中的至少一个第2发光元件，所述光源控制装置具有如下功能：控制所述光源阵列，使得所述第1串联电路以及所述第2串联电路工作、并且所述第4串联电路不工作。

根据该结构，光源控制装置能够在通常使用时使第4串联电路不工作，仅在发生开路故障时，使第4串联电路工作。即，第4串联电路起到了作为预备的串联电路的作用。由此，能够抑制发生开路故障时的射出光量的下降。

在本发明的一个方式的光源装置中，可以是，所述第1光束的波长与所述第2光束的波长相互不同。

根据该结构，能够根据第1光束和第2光束各自的用途，使各光束的波长最优化。

可以是，本发明的一个方式的光源装置还具有对所述荧光与所述第2光束进行合成的光线合成光学系统。

根据该结构，能够得到白色的射出光。

本发明的一个方式的投影仪具有：本发明的一个方式的光源装置；光调制装置，其根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制，由此生成图像光；以及投射光学系统，其投射所述图像光。

根据本发明的一个方式的投影仪，能够稳定地显示规定的颜色的图像。

附图说明

图1是第1实施方式的投影仪的概略结构图。

图2是示出光源单元及其附近的结构的立体图。

图3是光源单元的立体图。

图4是光源阵列的等效电路图。

图5是第2实施方式的光源单元的等效电路图。

图6是第3实施方式的投影仪的概略结构图。

图7是光源装置的概略结构图。

标号说明

1、101：投影仪；30：扩散反射元件(扩散元件)；50A：偏振分离元件(光分支元件、光线合成光学系统)；400B：蓝色光用光调制装置(光调制装置)；400G：绿色光用光调制装置(光调制装置)；400R：红色光用光调制装置(光调制装置)；600：投射光学系统；700、900：光源装置；708：光源控制装置；712：发光元件；712a：第1发光元件；712b：第2发光元件；716：光源阵列；718A：第1串联电路；718B：第2串联电路；718C：第3串联电路；718D：第4串联电路；718E：第5串联电路；725：分支镜(光分支元件)；750：波长转换元件；830：扩散元件。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，使用图1～图4对本发明的第1实施方式进行说明。

本实施方式的投影仪是具有使用了半导体激光器的光源装置的液晶投影仪的一例。

另外，在以下的各附图中，为了易于观察各结构要素，有时根据结构要素而使尺寸的比例尺不同来进行示出。

本实施方式的投影仪1是将彩色影像(图像)显示在屏幕(被投射面)SCR上的投射型图像显示装置。投影仪1使用了与红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB的各色光对应的3个光调制装置。投影仪1使用能够得到高亮度且高输出的光的半导体激光器，作为光源装置的发光元件。

如图1所示，投影仪1概略地具有：光源装置700；颜色分离导光光学系统200；导光光学系统800；红色光用光调制装置400R；绿色光用光调制装置400G；蓝色光用光调制装置400B；合成光学系统500；以及投射光学系统600。

光源装置700具有：光源单元710；光束压缩光学系统720；作为光分支元件的分支镜725；均束光学系统730；分色镜735；准直聚光光学系统740；波长转换元件750；集成光学系统760；偏振转换元件140以及重叠透镜150。

图2是示出光源单元710及其附近的结构的立体图。图3是光源单元710的立体图。

如图2以及图3所示，光源单元710具有：基板711；光源阵列716，其由排列成阵列状的多个发光元件712构成；框架713；玻璃罩714；以及多个电极端子715。另外，为了简化，未图示出将电极端子715连接到发光元件712的布线。

光源阵列716收纳于由基板711、框架713以及玻璃罩714围成的空间内。在本实施方式中，光源阵列716具有沿X方向排列4列的、将5个发光元件712沿Z方向隔开规定的间隔配置而得的4个发光元件列而得的结构。

在以下的说明中，从图3的右侧起将4个发光元件列依次称为第1发光元件列712A、第2发光元件列712B、第3发光元件列712C以及第4发光元件列712D。此外，将属于第1～第3发光元件列712A～712C的发光元件712称为第1发光元件712a称，将属于第4发光元件列712D的发光元件712称为第2发光元件712b。另外，在不需要区分第1发光元件712a与第2发光元件712b的情况下，有时也单纯地称为发光元件712。

此外，将从多个发光元件712射出的多个光总称为光束。将从多个第1发光元件712a射出的多个光总称为第1光束L1，将从多个第2发光元件712b射出的多个光总称为第2光束L2。

第1光束L1作为用于激励后述的波长转换元件750的荧光体层755的激励光而发挥功能。第2光束L2作为入射到蓝色光用光调制装置400B而生成蓝色的图像光的光而发挥功能。另外，在图2中，为了易于观察附图，省略一部分光的图示。

发光元件712由射出特定的线偏振光状态的蓝色光的半导体激光器构成。第1发光元件712a与第2发光元件712b的发光强度的峰值波长相互不同。具体而言，第1发光元件712a使用峰值波长为例如446nm的半导体激光器，第2发光元件712b使用峰值波长为例如460nm的半导体激光器。因此，第1光束L1的波长与第2光束L2的波长相互不同。另外，第1光束L1的波长与第2光束L2的波长也可以相同。

基板711例如由铜等热传导率高的金属构成。

在玻璃罩714中，一体地设置有多个准直透镜717。多个准直透镜717设置于构成光束的多个光各自的光路上。准直透镜717由凸透镜构成。准直透镜717将从所对应的发光元件712射出的光平行化。准直透镜717也可以与玻璃罩714是分体的。

如图3所示，沿X方向排列的4个发光元件712固定于一个副安装座719。这4个发光元件712串联地电连接。由此，沿X方向排列的4个发光元件712构成了一个串联电路。

1个串联电路连接有2个电极端子715。一个电极端子715作为正极而发挥功能，另一个电极端子715作为负极而发挥功能，通过2个电极端子715向发光元件712供给电流。

图4是光源阵列716的等效电路图。

光源阵列716具有包含第1～第5串联电路的多个串联电路。以下，为了便于说明，在图4的等效电路图中，将最上段的串联电路称为第1串联电路718A，将最下段的串联电路称为第2串联电路718B，将从上数第2个串联电路称为第3串联电路718C，将从下数第2个串联电路称为第4串联电路718D，将从上数第3个串联电路称为第5串联电路718E。

第1～第5串联电路718A～718E分别与光源控制装置708独立地连接。光源控制装置708单独地对供给到各串联电路的电流进行控制。第1～第5串联电路718A～718E分别包含3个第1发光元件712a和1个第2发光元件712b。

此外，光源控制装置708例如具有如下功能：控制光源阵列716，使得第1串联电路718A、第2串联电路718B、第3串联电路718C以及第5串联电路718E工作，并且第4串联电路718D不工作。

如图2所示，光束压缩光学系统720由设置于分别从各发光元件列的最上段以及最下段的发光元件712射出的光的光路上的一对反射镜构成。在各光路上，将前段的反射镜称为第1反射镜721，将后段的反射镜称为第2反射镜722。各反射镜721、722具有长条状的形状，以长度方向朝向X方向的方式配置。此外，各反射镜721、722配置为从X方向观察时，其反射面相对于Y方向以及Z方向呈45°的角度。

通过该结构，从最上段的发光元件712射出的向+Y方向行进的光被第1反射镜721反射，从而行进方向朝-Z方向弯曲，然后，被第2反射镜722反射，从而行进方向朝+Y方向弯曲。此外，从最下段的发光元件712射出的向+Y方向行进的光被第1反射镜721反射，从而行进方向朝+Z方向弯曲，然后，被第2反射镜722反射，从而行进方向朝+Y方向弯曲。

从最上段以及最下段以外的发光元件712射出的光不入射到反射镜721、722而是向+Y方向直行。此外，从最上段的发光元件712射出并被第2反射镜722反射的光的光路位于从上数第2个发光元件712所射出的光的光路、与从上数第3个发光元件712所射出的光的光路之间。此外，从最下段的发光元件712射出并被第2反射镜722反射的光的光路位于从上数第3个发光元件712所射出的光的光路、与从上数第4个发光元件712所射出的光的光路之间。

这样，光束压缩光学系统720将从光源单元710射出的各光束L1、L2的Z方向的宽度压缩。由此，能够实现后述的分支镜725、均束光学系统730等光学元件的小型化。

分支镜725设置于从属于第4发光元件列712D的多个第2发光元件712b射出的多个光、即第2光束L2的光路上。分支镜725具有长条状的形状，以长度方向朝向Z方向的方式配置。另外，分支镜725只要设置于第1光束L1的光路上与第2光束L2的光路上中的至少一方即可。

从第4发光元件列712D射出的向+Y方向行进的第2光束L2被分支镜725反射，从而行进方向朝+X方向弯曲。另一方面，从第1～第3发光元件列712A～712C射出的第1光束L1不入射到分支镜725而是向+Y方向直行。这样，分支镜725使第1光束L1与第2光束L2朝相互不同的方向行进。

如图1所示，均束光学系统730具有第1透镜阵列731以及第2透镜阵列732。第1透镜阵列731具有用于将从光源单元710射出的第1光束L1分割为多个部分光束的多个微透镜733。多个微透镜733在XZ平面内排列为矩阵状。

第2透镜阵列732具有与第1透镜阵列731的多个微透镜733对应的多个微透镜734。第2透镜阵列732使第1透镜阵列731的各微透镜733的像成像于波长转换元件750的荧光体层755的附近。多个微透镜734在XZ平面内排列为矩阵状。

分色镜735设置于从均束光学系统730到准直聚光光学系统740的光路中。分色镜735配置为以45°的角度与光源单元710的光轴110ax以及照明光轴100ax分别交叉。分色镜735具有使蓝色波段的光透过、而使包含红色光和绿色光的黄色波段的光反射的特性。

准直聚光光学系统740使从分色镜735射出的第1光束L1以大致聚光的状态入射到波长转换元件750的荧光体层755，并且使从荧光体层755射出的荧光LY大致平行化。准直聚光光学系统740具有第1透镜741以及第2透镜742。第1透镜741以及第2透镜742由凸透镜构成。

波长转换元件750将从光源单元710射出的第1光束L1转换为包含红色光和绿色光的荧光LY。波长转换元件750具有：荧光体层755；基板752，其支承荧光体层755；以及固定部件753，其将荧光体层755固定于基板752。在波长转换元件750中，荧光体层755在荧光体层755的与入射有第1光束L1的一侧相反的一侧的面与基板752接触的状态下，借助设置于荧光体层755的侧面的固定部件753而支承于基板752。

荧光体层755例如包含吸收并激励波长为446nm的激励光的荧光体。被激励光激励的荧光体生成例如在500～700nm的波段具有峰值波长的荧光(黄色光)LY。荧光体层755具有由无机材料构成的基剂、以及分散在基剂中的作为发光中心的活性剂。荧光体层755由YAG类荧光体构成，该YAG类荧光体例如由以Ce为活性剂的(Y，Gd)₃(Al，Ga)₅O₁₂(YAG：Ce)构成。

在荧光体层755的侧面以及底面设置有由银、铝等反射率高的金属构成的反射层(省略图示)。荧光体层755的内部的激励光和荧光被反射层反射。此外，对荧光体层755的上表面实施了研磨处理以及防反射涂层处理。通过该结构，抑制了第1光束L1入射到荧光体层755时的反射、并且从入射有第1光束L1的一侧的面射出荧光LY。即，通过本实施方式的结构，提供了反射型的波长转换元件750。

基板752例如由铜等热传导率高的金属材料构成。

从波长转换元件750射出的荧光LY被准直聚光光学系统740平行化之后，被分色镜735反射而入射到集成光学系统760。

集成光学系统760具有第1透镜阵列761以及第2透镜阵列762。第1透镜阵列761具有用于将从分色镜735射出的荧光LY分割为多个部分光束的多个微透镜763。多个微透镜763在与照明光轴100ax垂直的面内排列为矩阵状。

第2透镜阵列762具有与第1透镜阵列761的多个微透镜763对应的多个微透镜764。第2透镜阵列762与重叠透镜150一起，将第1透镜阵列761的各微透镜763的像成像于红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G以及蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域的附近。多个微透镜764在与照明光轴100ax垂直的面内排列为矩阵状。

偏振转换元件140将被第1透镜阵列761分割的各部分光束转换为线偏振光的光束。虽然省略图示，但偏振转换元件140具有偏振分离层、反射层以及相位差层。

重叠透镜150将来自偏振转换元件140的各部分光束会聚而使其在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G以及蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域的附近相互重叠。第1透镜阵列761、第2透镜阵列762以及重叠透镜150构成了使从波长转换元件750射出的荧光LY的面内光强度分布均匀化的集成光学系统。

颜色分离导光光学系统200将荧光LY分离为红色光LR与绿色光LG，使红色光LR入射到红色光用光调制装置400R，使绿色光LG入射到绿色光用光调制装置400G。颜色分离导光光学系统200具有分色镜210、第1反射镜230以及第2反射镜220。

分色镜210将从重叠透镜150射出的荧光LY分离为红色光LR与绿色光LG。

第1反射镜230使透过分色镜210的红色光LR反射而使其入射到红色光用光调制装置400R。第2反射镜220使被分色镜210反射的绿色光LG反射而使其入射到绿色光用光调制装置400G。

导光光学系统800具有第1反射镜810、聚光透镜820、扩散元件830、棒状积分器840、第1透镜850、第2反射镜860、第2透镜870以及第3反射镜250。第1反射镜810、聚光透镜820、扩散元件830、棒状积分器840、第1透镜850、第2反射镜860、第2透镜870以及第3反射镜250依次设置于被分支镜725反射的第2光束L2的光路上。

从分支镜725射出的第2光束L2被第1反射镜810反射而入射到聚光透镜820。

聚光透镜820使第2光束L2朝向由四棱柱状的光透过性部件构成的棒状积分器840的光入射端面会聚。

扩散元件830具有：扩散板831；以及电机833，其用于使扩散板831以旋转轴832为中心旋转。扩散元件830将第2光束L2转换为扩散光。由此，抑制了导致显示品质下降的斑点的产生。例如使用由光学玻璃构成的磨砂玻璃作为扩散板831。

从棒状积分器840射出的第2光束L2经由第1透镜850、第2反射镜860、第2透镜870、第3反射镜250入射到蓝色光用光调制装置400B。

红色光用光调制装置400R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。绿色光用光调制装置400G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。蓝色光用光调制装置400B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。

红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G以及蓝色光用光调制装置400B例如使用透过型的液晶面板。此外，在液晶面板的入射侧以及出射侧配置有一对偏振片(未图示)。在本实施方式中，第2光束L2的偏振状态被设定为能够维持其偏振状态地透过入射侧偏振片。

在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G以及蓝色光用光调制装置400B的入射侧分别配置有场透镜300R、场透镜300G、场透镜300B。场透镜300R、场透镜300G以及场透镜300B分别使入射到红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G、蓝色光用光调制装置400B的红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB平行化。

合成光学系统500对来自红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G以及蓝色光用光调制装置400B的图像光进行合成，并将合成后的图像光朝向投射光学系统600射出。合成光学系统500例如使用十字分色棱镜。

投射光学系统600由投射透镜组6构成。投射光学系统600将由合成光学系统500合成后的图像光朝向屏幕SCR放大投射。由此，在屏幕SCR上显示了放大后的彩色图像。

这里，如图4所示，假设第1串联电路718A发生了开路故障P。此时，不再向第1串联电路718A所包含的4个发光元件712供给电流，这些发光元件712全部不点亮。在以往的光源装置中，当这些发光元件全部是第2发光元件时，第2光束完全不从光源装置射出，投影仪无法显示规定的颜色的图像。

与此相对，在本实施方式的光源装置700中，光源阵列716的第1～第5串联电路718A～718E分别包含3个第1发光元件712a和1个第2发光元件712b。因此，即使第1串联电路718A所包含的全部发光元件712不点亮，由于第2～第5串联电路718B～718E的各自所包含的第1发光元件712a和第2发光元件712b点亮，因此，从光源装置700射出第1光束L1和第2光束L2。其结果，本实施方式的投影仪1能够显示规定的颜色的图像。

一般情况下，用于得到标准的白色的蓝色光与激励光的光量比优选为：蓝色光为20％左右，激励光为80％左右。从该观点出发，在本实施方式的投影仪1的情况下，光源单元710的4个发光元件列712A～712D中的1个发光元件列被分配给第2发光元件712b(蓝色光用发光元件)，3个发光元件列被分配给第1发光元件712a(激励光用发光元件)，因此，当来自全部发光元件列712A～712D的光的光量相同时，蓝色光为25％左右、激励光为75％左右。该光量比接近于上述理想的光量比，即使在朝向减少蓝色光量的方向进行调整的情况下，也存在5％的调整量。因此，光源单元710的结构合理，能够有效利用来自光源单元710的光束。

在本实施方式的情况下，5个串联电路718A～718E全部包含3个第1发光元件712a和1个第2发光元件712b，因此，即使任意的串联电路发生开路故障，蓝色光与激励光的光量比也不变化。因此，从该观点出发，也能够显示规定的颜色的图像。

在1个串联电路发生开路故障的情况下，即使光量比不变化，光量也会下降。在该情况下，产生了如下问题：图像变暗；由于激励光的光量减少而使荧光体层的转换效率变高，从而可能导致白平衡变化。在该情况下，通过使供给到未发生开路故障的串联电路的电流比通常情况下增加，能够降低光量下降的影响。

光源控制装置708在通常使用时可以使串联电路718A～718E全部工作，但也可以控制光源阵列716，使得例如使第1串联电路718A、第2串联电路718B、第3串联电路718C以及第5串联电路718E工作，并且第4串联电路718D不工作。在该情况下，光源控制装置708能够在发生开路故障时使第4串联电路718D工作。由此，能够将第4串联电路718D用作预备的串联电路，能够抑制发生开路故障时的光量的下降。

此外，本实施方式的光源装置700还具有将第1光束L1转换为荧光LY的波长转换元件750，因此，能够使用第2光束L2和荧光LY射出规定的颜色的光。本实施方式的光源装置700还具有将第2光束L2转换为扩散光的扩散元件830，因此，能够使第2光束L2的角度分布接近荧光LY的角度分布。由此，能够抑制由第2光束L2和荧光LY得到的射出光的颜色不均。

此外，在本实施方式的光源装置700中，第1光束L1的波长与第2光束L2的波长相互不同。因此，第1光束L1作为激励荧光体层755的激励光而具有最优的波长，第2光束L2作为生成图像光的蓝色光而具有最优的波长。即，能够根据第1光束L1与第2光束L2各自的用途来使各光束L1、L2的波长最优化。

[第2实施方式]

以下，使用图5对本发明的第2实施方式进行说明。

第2实施方式的投影仪的基本结构与第1实施方式相同，光源单元的结构与第1实施方式不同。因此，省略投影仪整体的说明，仅对光源单元进行说明。

图5是第2实施方式的光源单元的等效电路图。

在图5中，对在第1实施方式中使用的与图4共同的结构要素赋予同一标号，并省略详细的说明。

如图5所示，在本实施方式的光源单元770中，光源阵列716具有包含第1～第5串联电路718A～718E的多个串联电路。此外，5个串联电路718A～718E中的第3串联电路718C与第1串联电路718A串联连接。第1～第5串联电路718A～718E分别包含3个第1发光元件712a和1个第2发光元件712b。

其他结构与第1实施方式相同。

在本实施方式中，也能够得到如下的与第1实施方式同样的效果：可提供能够稳定地显示规定的颜色的图像的投影仪。

此外，在本实施方式中，第1串联电路718A与第3串联电路718C构成一个串联电路，因此，光源控制装置708要控制的电路的数量减少，能够简化光源控制装置708对多个串联电路的控制。

[第3实施方式]

以下，使用图6以及图7对本发明的第3实施方式进行说明。

第3实施方式的投影仪的基本结构与第1实施方式相同，光源装置以及颜色分离导光光学系统的结构与第1实施方式不同。

图6是第3实施方式的投影仪的概略结构图。图7是光源装置的概略结构图。

在图6、图7中，对与在第1实施方式中使用的附图共同的结构要素标注同一标号，并省略详细的说明。

如图6所示，在本实施方式的投影仪101中，光源装置900射出包含荧光LY(黄色光)和第2光束L2(蓝色光)的白色的照明光LW。在后文对光源装置900的结构进行叙述。

颜色分离导光光学系统910将白色的照明光LW分离为红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB。颜色分离导光光学系统910具有第1分色镜911、第2分色镜912、第1反射镜230、第2反射镜220、第3反射镜250、第1中继透镜914以及第2中继透镜915。

第1分色镜911将来自光源装置900的照明光LW分离为包含红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB的光。第1分色镜911使红色光LR透过，使包含绿色光LG以及蓝色光LB的光反射。此外，第2分色镜912将包含绿色光LG以及蓝色光LB的光分离为绿色光LG和蓝色光LB。第2分色镜912使绿色光LG反射，使蓝色光LB透过。

第1反射镜230将透过第1分色镜911的红色光LR朝向红色光用光调制装置400R反射。第2反射镜220和第3反射镜250将透过第2分色镜912的蓝色光LB朝向蓝色光用光调制装置400B反射。绿色光LG被从第2分色镜912朝向绿色光用光调制装置400G反射。

第1中继透镜914和第2中继透镜915配置于蓝色光LB的光路中。

如图7所示，光源装置900具有光源单元710、无焦光学系统23、均束光学系统24、包含偏振分离元件50A(光分支元件兼光线合成光学系统)的光学元件25A、第1拾取光学系统26、波长转换元件750、相位差板28、第2拾取光学系统29、扩散反射元件30(扩散元件)、集成光学系统760、偏振转换元件140以及重叠透镜150。

光源单元710具有与第1实施方式相同的光源阵列716，射出第1光束L1和第2光束L2。

从光源单元710射出的包含第1光束L1和第2光束L2的光入射到无焦光学系统23。无焦光学系统23对光的光束直径进行调整。无焦光学系统23例如由第1无焦透镜23a和第2无焦透镜23b构成。

从无焦光学系统23射出的光L0入射到均束光学系统24。均束光学系统24将光L0的强度分布转换为均匀的状态(所谓的帽顶(top hat)分布)。均束光学系统24例如由第1多透镜阵列24a和第2多透镜阵列24b构成。

从均束光学系统24射出的光L0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。分色棱镜具有相对于光轴100ax以及光轴120ax呈45°的角度的倾斜面K。作为光学元件25A，不限于分色棱镜那样的棱镜形状，也可以使用平行平板状的分色镜。

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具有将光L0分离为S偏振光成分和P偏振光成分的偏振分离功能。而且，偏振分离元件50A具有如下的颜色分离功能：针对波段与第1光束L1和第2光束L2(蓝色波段的光)不同的荧光LY(黄色波段的光)，无论其偏振状态如何都使其透过。通过以上的特性，偏振分离元件50A将第1光束L1和第2光束L2分离，并且将荧光LY和第2光束L2合成。

具体而言，由于第1光束L1是被偏振分离元件50A反射的S偏振光，因此，被偏振分离元件50A朝向波长转换元件750反射。由于第2光束L2的偏振方向是透过偏振分离元件50A的P偏振光，因此，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射出的第1光束L1s被第1拾取光学系统26会聚，并入射到荧光体层755。第1拾取光学系统26例如由第1拾取透镜26a和第2拾取透镜26b构成。

由于从波长转换元件750射出的荧光LY是非偏振光，因此，在被第1拾取光学系统26平行化之后，透过偏振分离元件50A而入射到集成光学系统760。

另一方面，从偏振分离元件50A射出的第2光束L2p被相位差板28转换为例如右旋的圆偏振光的第2光束L2c1。相位差板28由配置于偏振分离元件50A与扩散反射元件30之间的光路中的1/4波长板构成。第2光束L2c1被第2拾取光学系统29会聚而入射到扩散反射元件30。

第2拾取光学系统29例如由拾取透镜29a构成。

扩散反射元件30将第2光束L2c1转换为例如左旋的圆偏振光的第2光束L2c2，并使其朝向偏振分离元件50A扩散反射。作为扩散反射元件30，优选使用使入射到扩散反射元件30的第2光束L2进行朗伯反射的反射元件。

第2光束L2c2被相位差板28转换为S偏振的第2光束L2s。第2光束L2s被偏振分离元件50A朝向集成光学系统760反射。

第2光束L2s与荧光LY从偏振分离元件50A朝向相互相同的方向射出，而成为照明光LW。

比集成光学系统760靠后段的结构与第1实施方式同样。

本实施方式的光源装置900与第1实施方式的光源装置700不同，在光源装置900的内部对第2光束L2s与荧光LY进行合成，而射出白色的照明光LW。在以往的这种光源装置中，对1个串联电路仅分配了第2发光元件712b，当该串联电路发生了开路故障时，在照明光中不再包含蓝色光成分，因此，无法得到白色的照明光。

与此相对，在本实施方式的光源装置900中，光源阵列716的第1～第5串联电路分别包含至少1个第1发光元件712a和至少1个第2发光元件712b。因此，即使任意一个串联电路发生开路故障，也从光源装置900射出将第2光束L2s与荧光LY合成而得的白色的照明光LW。其结果，本实施方式的投影仪101能够显示规定的颜色的图像。

另外，本发明的技术范围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。

例如在上述第1实施方式中，光源单元的4个发光元件列中的3个发光元件列为激励光用，1个发光元件列为蓝色光用，但分配给激励光用和蓝色光用的发光元件列的数量并非一定限于上述例子，例如可以采用使来自2个发光元件列的光束入射到分支镜的结构，能够适当变更。

此外，在上述实施方式中，列举了沿一个方向排列的多个发光元件构成一个串联电路的例子，但也可以并非一定是沿一个方向排列的多个发光元件构成一个串联电路。例如，也可以是按照2行2列排列的4个发光元件构成一个串联电路。本发明的光源装置只要是包含构成该串联电路的4个发光元件、至少一个第1发光元件以及至少一个第2发光元件的结构即可。

此外，作为光分支元件，也可以替代反射镜而使用棱镜等光学元件。此外，作为第1实施方式的扩散元件，列举了使扩散板旋转的结构的例子，但也可以采用使扩散板振动、使扩散板摆动等的结构。

此外，构成光源装置以及投影仪的各结构要素的数量、形状、材料、配置等能够适当变更。此外，作为光调制装置，不限于上述液晶面板，例如也可以使用数字微镜器件等。

此外，在上述实施方式中，示出了将本发明的光源装置搭载于投影仪的例子，但不限于此。本发明的光源装置也可以应用于照明器具、汽车的头灯等。

Claims (8)

1.一种光源装置，其具有：

光源阵列，其具有多个第1发光元件和多个第2发光元件；以及

光分支元件，其使从所述多个第1发光元件射出的第1光束和从所述多个第2发光元件射出的第2光束朝相互不同的方向行进，

所述光源阵列由包含第1串联电路和第2串联电路的多个串联电路构成，

所述第1串联电路和所述第2串联电路分别包含所述多个第1发光元件中的至少一个第1发光元件、以及所述多个第2发光元件中的至少一个第2发光元件。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

该光源装置还具有将所述第1光束转换为荧光的波长转换元件。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其中，

该光源装置还具有将所述第2光束转换为扩散光的扩散元件。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光源装置，其中，

所述多个串联电路还包含第3串联电路，

所述第3串联电路与所述第1串联电路串联连接。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的光源装置，其中，

该光源装置还具有控制所述光源阵列的光源控制装置，

所述多个串联电路还包含第4串联电路，

所述第4串联电路包含所述多个第1发光元件中的至少一个第1发光元件、以及所述多个第2发光元件中的至少一个第2发光元件，

所述光源控制装置具有如下功能：控制所述光源阵列，使得所述第1串联电路以及所述第2串联电路工作、并且所述第4串联电路不工作。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的光源装置，其中，

所述第1光束的波长与所述第2光束的波长相互不同。

7.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，

该光源装置还具有对所述荧光与所述第2光束进行合成的光线合成光学系统。

8.一种投影仪，其具有：

权利要求1～7中的任意一项所述的光源装置；

光调制装置，其根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制，由此生成图像光；以及

投射光学系统，其投射所述图像光。