CN109298586B - 照明装置和投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光源装置、照明装置和投影仪。光源装置不易产生射出光的颜色不均。本发明的光源装置具备：朝第1方向射出第1色的第1光的至少一个第1发光装置；和朝所述第1方向射出与所述第1色不同的第2色的第2光的多个第2发光装置。所述多个第2发光装置的数量比所述至少一个第1发光装置的数量多。所述多个第2发光装置在所述至少一个第1发光装置的周边区域被设置成绕所述第1光的中心轴旋转对称。

Description

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
近年来，以投影仪的高性能化为目的，使用作为宽色域且高效率的光源的激光光源的投影仪受到关注。
作为这种投影仪，在下述专利文献1中公开了具备包含红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器的光源部的液晶投影仪。在下述专利文献2中公开了一种投影仪，该投影仪中配置有两行两列颜色不同的四个激光光源装置，使得各激光光源装置的光轴彼此平行。在下述专利文献3中公开了一种投影型图像显示装置，该投影型图像显示装置具备照明光学系统，所述照明光学系统通过向荧光体照射蓝色激光，生成包含绿色荧光、蓝色光和红色光的白色照明光。在该文献中，利用蝇眼透镜和聚光透镜使被照明区域的照度分布均匀。
在下述专利文献4中公开了一种光源装置，该光源装置包含多个半导体激光装置和收纳多个半导体激光装置的矩形保持部件。此外，在下述专利文献5中公开了光源装置，并公开了具备该光源装置的投影仪作为使用激光光源的投影仪，其中，光源装置具有独立配置的红色、绿色、蓝色的三色的激光器以及依次合成从各色激光器射出的光的两个二向色棱镜(dichroic prism)。
专利文献1：日本特开2009-116163号公报
专利文献2：日本特开2010-78900号公报
专利文献3：日本特开2013-120250号公报
专利文献4：日本特开2015-38958号公报
专利文献5：日本特开2013-231940号公报
由于激光光源的发光效率根据颜色而不同，因此，在专利文献1的投影仪中，为了获得适于图像显示的白平衡，所需激光光源的数量按照每个颜色而不同。
在这样的状况下，为了使光源装置小型化，可考虑这样的结构：像专利文献2那样，将多个红色激光光源、多个绿色激光光源和多个蓝色激光光源集中配置在一处而构成一个光源装置，利用专利文献3所示的色分离光学系统将来自该光源装置的光分离成多个色光。
在该情况下，从多个红色激光光源射出的红色光的中心轴、从多个绿色激光光源射出的绿色光的中心轴以及从多个蓝色激光光源射出的蓝色光的中心轴均偏离从光源装置射出的照明光束整体的中心轴。如果这些中心轴彼此不一致，则在扩散板上扩散时，相对于照明光束整体的中心轴，扩散光的对称性按照每个颜色而不同。因此，如果像专利文献3那样为了使照度分布均匀而使用蝇眼透镜和聚光透镜，则存在容易在屏幕上显示的图像中产生颜色不均的问题。此外，还存在光源装置大型化的问题。
在不使用荧光体等波长转换元件而仅使用激光光源构成光源装置的情况下，可以考虑例如将专利文献4的光源装置作为一个颜色的光源部，分别准备红色光用光源部、绿色光用光源部和蓝色光用光源部这三组光源部，将这些光源部和二向色棱镜组合而构成专利文献5那样的光源装置。然而，该结构存在光源装置大型化的问题。
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，一个目的在于提供能够射出包含不同的三色光的光的小型光源装置。此外，本发明的一个方式的一个目的在于提供具备所述光源装置的照明装置。此外，本发明的一个方式的一个目的在于提供具备所述照明装置的投影仪。
本发明的一个方式解决所述课题中的至少一个。
为了实现所述目的，本发明的一个方式的光源装置具备：朝第1方向射出第1色的第1光的至少一个第1发光装置；和朝所述第1方向射出与所述第1色不同的第2色的第2光的多个第2发光装置，所述多个第2发光装置的数量比所述至少一个第1发光装置的数量多，所述多个第2发光装置在所述至少一个第1发光装置的周边区域被设置成绕所述第1光的中心轴旋转对称。
上述光源装置是紧凑的。此外，第2色的第2光的中心轴与第1色的第1光的中心轴一致。另外，在本说明书中，将光线束的扩展(分布)的中心轴称为光的中心轴。
本发明的一个方式的光源装置也可以还具备多个第3发光装置，该多个第3发光装置朝所述第1方向射出与所述第1色以及所述第2色不同的第3色的第3光，所述多个第3发光装置的数量比所述至少一个第1发光装置的数量多，所述多个第3发光装置在所述至少一个第1发光装置的周边区域被设置成绕所述第1光的所述中心轴旋转对称。
根据所述结构，除了第2光的中心轴外，第3色的第3光的中心轴也与第1光的中心轴一致。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，将所述第1发光装置、所述第2发光装置和所述第3发光装置的发光中心彼此连接的多个直线彼此所成的角度彼此相等。
根据该结构，能够减少包含第1发光装置、第2发光装置和第3发光装置的光源部的占有面积。由此，能够实现在不使用荧光体等波长转换元件的情况下能够射出包含不同的三色光的光的小型光源装置。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，所述至少一个第1发光装置各自的发光效率比所述多个第2发光装置各自的发光效率和所述多个第3发光装置各自的发光效率高。
根据该结构，数量较少的第1发光装置的发光效率比数量较多的第2发光装置和第3发光装置的发光效率高，因此，容易取得色平衡。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，所述第1色是蓝色，所述第2色是绿色，所述第3色是红色。
根据该结构，容易取得白平衡。
本发明的一个方式的光源装置也可以具有一个所述第1发光装置、三个所述第2发光装置以及三个所述第3发光装置。
根据该结构，能够实现能够射出白色光的小型光源装置。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，所述第1发光装置具备第1发光元件和第1壳体，所述第1壳体在内部收纳所述第1发光元件，所述第2发光装置具备第2发光元件和第2壳体，所述第2壳体在内部收纳所述第2发光元件，所述第3发光装置具备第3发光元件和第3壳体，所述第3壳体在内部收纳所述第3发光元件，所述第1壳体、所述第2壳体和所述第3壳体相互抵接。
根据该结构，能够将第1发光装置、第2发光装置和第3发光装置最密地配置，从而能够实现更小型的光源装置。
本发明的一个方式的照明装置具备：本发明的一个方式的光源装置；聚光光学系统，其将从所述光源装置射出的光会聚到规定的聚光位置；以及扩散装置，其具备扩散元件和旋转部，所述扩散元件被照射由所述聚光光学系统会聚的所述光，并扩散所述光，所述旋转部使所述扩散元件旋转。
根据本发明的一个方式的照明装置，从照明装置射出被扩散装置扩散而且扩散角度分布随时间变化的光。由此能够提供散斑及照度不均较少的照明装置。
本发明的一个方式的照明装置具备：本发明的一个方式的光源装置；光分离元件，其将所述第1光、所述第2光和所述第3光分离为所述第1光、以及由所述第2光和所述第3光构成的第4光；第1扩散元件，其设置在所述光分离元件的后级的所述第1光的光路上，扩散所述第1光；以及第2扩散元件，其设置在所述光分离元件的后级的所述第4光的光路上，扩散所述第4光，所述第1扩散元件的扩散力大于所述第2扩散元件的扩散力。
具备本发明的一个方式的照明装置的投影仪能够投射颜色不均减少的彩色图像。由此，该照明装置适用于投影仪。
在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述第1光、所述第2光和所述第3光分别为线偏振光，所述第2光的偏振方向和所述第3光的偏振方向分别与所述第1光的偏振方向垂直，所述光分离元件由偏振分离元件构成。
根据该结构，易于使用高输出且射出线偏振的半导体激光器元件构成照明装置。
本发明的一个方式的照明装置也可以还具备：第1相位差板，其设置在所述光分离元件与所述第1扩散元件之间的所述第1光的光路上；和第2相位差板，其设置在所述光分离元件与所述第2扩散元件之间的所述第4光的光路上，所述第1扩散元件和所述第2扩散元件具有光反射性，所述第1扩散元件被设置成使透过所述第1相位差板的所述第1光朝向所述第1相位差板反射，所述第2扩散元件被设置成使透过所述第2相位差板的所述第4光朝向所述第2相位差板反射，所述偏振分离元件具有将被所述第1扩散元件反射而透过所述第1相位差板的所述第1光和被所述第2扩散元件反射而透过所述第2相位差板的所述第4光合成而生成合成光的功能。
根据该结构，与第1扩散元件和第2扩散元件是透射型的情况相比，由于扩散造成的光损耗较小。此外，由于射出将被扩散反射的第1光和第2光合成而得到的合成光，因此，射出颜色不均较少的照明光。
本发明的一个方式的投影仪具备：本发明的一个方式的照明装置；光调制装置，其根据图像信息对来自所述照明装置的光进行调制而形成图像光；以及投射光学装置，其投射所述图像光。
由于本发明的一个方式的投影仪具备本发明的一个方式的照明装置，因此，能够投射颜色不均较少的图像。此外，根据该结构，能够实现小型的投影仪。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的投影仪的概要结构图。
图2是第1实施方式的光源装置的立体图。
图3是第1实施方式的光源装置的主视图。
图4是用于说明第1扩散板的作用的示意图。
图5是用于说明第2扩散板的作用的示意图。
图6是第1实施方式的变形例的投影仪的概要结构图。
图7是本发明的第2实施方式的投影仪的概要结构图。
图8是本发明的第3实施方式的投影仪的概要结构图。
图9是第3实施方式的光源装置的立体图。
图10是第3实施方式的光源装置的主视图。
标号说明
10，15，20，25：投影仪；400B：蓝色光用光调制装置；400G：绿色光用光调制装置；400R：红色光用光调制装置；600：投射光学装置；700，702，704，706：照明装置；710，709：光源装置；711B：蓝色半导体激光器(第1发光装置)；711G：绿色半导体激光器(第2发光装置)；711R：红色半导体激光器(第3发光装置)；712：保持部件；715B：蓝色半导体激光器芯片(第1发光元件)；715G：绿色半导体激光器芯片(第2发光元件)；715R：红色半导体激光器芯片(第3发光元件)；716：封装(第1壳体、第2壳体、第3壳体)；725：聚光光学系统；740：扩散装置；741：扩散板；745：电机(旋转部)；750：光源部；751：第2扩散板(第2扩散元件)；761：第1相位差板；762：第2相位差板。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，使用图1～图5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备使用半导体激光器的光源装置的液晶投影仪的一例。
在以下的各附图中，为了便于观察各构成部件，有时根据构成部件不同而使尺寸的比例尺不同来表示。
本实施方式的投影仪10是在屏幕(被投影面)SCR上投射彩色图像的投射型图像显示装置。投影仪10具备3个光调制装置，该3个光调制装置与红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB的各色光对应。投影仪10使用能够获得高亮度/高输出的光的半导体激光器作为光源装置的发光元件。
图1是本实施方式的投影仪10的概要结构图。
如图1所示,投影仪10具备照明装置700、色分离导光光学系统200、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以及投射光学装置600。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根据图像信息调制来自照明装置700的光而形成图像光。投射光学装置600投射图像光。
在照明装置700中，光源装置710、光线宽度缩小光学系统720、偏振分离元件730(光分离元件)、第1相位差板761、第1聚光透镜771和第1扩散装置740设置在从光源装置710射出的光的光轴AX1上。第2扩散装置750、第2聚光透镜772、第2相位差板762、偏振分离元件730和积分器光学系统780设置在从照明装置700射出的照明光的光轴AX0上。
以下，将从照明装置700射出照明光的方向作为Y方向，将从光源装置710射出光的方向作为X方向，将与X方向以及Y方向垂直的方向作为Z方向进行说明。光轴AX1与X轴平行，光轴AX0与Y轴平行。
图2是光源装置710的立体图。在图2中，为了便于观察附图，省略了一部分半导体激光器的基座的图示。
图3是从X轴方向观察光源装置710的主视图。
如图2和图3所示，光源装置710具备至少一个蓝色半导体激光器711B(第1发光装置)、多个绿色半导体激光器711G(第2发光装置)、多个红色半导体激光器711R(第3发光装置)和保持部件712。
在本实施方式中，光源装置710具备一个蓝色半导体激光器711B、三个绿色半导体激光器711G和三个红色半导体激光器711R。光源装置710也可以具备多个蓝色半导体激光器711B。
蓝色半导体激光器711B向第1方向射出蓝色光LB(第1色的第1光)。绿色半导体激光器711G向第1方向射出绿色光线LG1。红色半导体激光器711R向第1方向射出红色光线LR1。由此，光源装置710整体上射出包含这三色的色光LB、LG1、LR1的光。
在以下的说明中，将从多个绿色半导体激光器711G射出的多个绿色光线LG1统称为绿色光LG(第2色的第2光)。将从多个红色半导体激光器711R射出的多个红色光线LR1统称为红色光LR(第3色的第3光)。
蓝色半导体激光器711B、绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R分别由CAN封装型半导体激光器构成。在由基座713和罐体714构成的封装中分别收纳有一个以上的半导体激光器芯片715B、一个以上的半导体激光器芯片715G或一个以上的半导体激光器芯片715R。如图1所示，在封装的光射出侧安装有准直透镜788。
由于半导体激光器的发光效率按照每个发光色而不同，因此，半导体激光器的光输出也按照每个发光色而不同。蓝色半导体激光器711B的发光效率比绿色半导体激光器711G的发光效率和红色半导体激光器711R的发光效率高。因此，蓝色半导体激光器711B的光输出比绿色半导体激光器711G的光输出和红色半导体激光器711R的光输出高。
示出一例，根据日亚化学工业株式会社、网页、产品信息、“激光二极管(LD)”[online]、[平成29年6月14日检索]、互联网<URL：http：//www.nichia.co.jp/jp/product/laser.html>，蓝色半导体激光器(型号：NDB7K75)的光输出例如为3.5W(使用温度：25℃)。绿色半导体激光器(型号：NDG7K75T)的光输出例如为1W(使用温度：25℃)。
根据三菱电机株式会社、网页、新闻发布、“投影仪用639nm红色高输出半导体激光器开始销售的通知”[online]、[平成29年6月14日检索]、互联网〈URL:http://www.mitsubishielectric.co.jp/news/2016/1214.html〉，红色半导体激光器的光输出例如为1W(25℃)。
将上述温度25℃下的光输出换算成实际使用温度45℃下的光输出时，蓝色半导体激光器的光输出为2.8W，绿色半导体激光器的光输出为0.8W，红色半导体激光器的光输出为1.26W。另一方面，关于得到亮度为1000lm的白色光所需的各半导体激光器的光输出，蓝色半导体激光器是1.23W，绿色半导体激光器是2.03W，红色半导体激光器是2.92W。
根据以上内容，关于得到亮度为1000lm的白色光所需的半导体激光器的数量，蓝色半导体激光器711B是一个，绿色半导体激光器711G是三个，红色半导体激光器711R是三个。即，多个绿色半导体激光器711G和多个红色半导体激光器711R的数量比至少一个蓝色半导体激光器711B的数量多。
另外，在一个半导体激光器具备多个半导体激光器芯片的情况下，半导体激光器的发光效率等于多个半导体激光器芯片的发光效率的总和。
根据本发明人的推测，由于未来半导体激光器技术的进步，各半导体激光器711B、711G、711R的光输出可能比上述数值进一步增加，但是得到白色光所需的各半导体激光器711B、711G、711R的数量的比率不会改变。因此，本实施方式的光源装置710具备一个蓝色半导体激光器711B、三个绿色半导体激光器711G和三个红色半导体激光器711R，但是各半导体激光器的数量不限于该示例。
保持部件712由设置有与多个半导体激光器711B、711G、711R的数量对应的数量的孔的圆形板材构成。板材的材料没有特别限定，例如，优选为导热率较高的金属。通过将罐体714贯插于保持部件712的孔中而将多个半导体激光器711B、711G、711R分别支承于保持部件712。
如图3所示，多个绿色半导体激光器711G和多个红色半导体激光器711R以包围蓝色半导体激光器711B的方式设置在蓝色半导体激光器711B的周边区域。此外，绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R沿保持部件712的周向交替设置。一个绿色半导体激光器711G被设置成与相邻的两个红色半导体激光器711R接触。一个红色半导体激光器711R被设置成与相邻的两个绿色半导体激光器711G接触。
这样，多个绿色半导体激光器711G在蓝色半导体激光器711B的周边区域被设置成绕蓝色光LB的中心轴CB实质性地旋转对称。多个红色半导体激光器711R在蓝色半导体激光器711B的周边区域被设置成绕蓝色光LB的中心轴CB实质性地旋转对称。由此，绿色光LG的中心轴CG以及红色光LR的中心轴CR与蓝色光LB的中心轴CB一致。由此，减少在屏幕SCR上显示的图像的颜色不均。另外，在本说明书中，“实质性地旋转对称”这一记述不仅包含完全旋转对称的配置，而且还包含能够将颜色不均减少到可允许的程度的配置。此外，光源装置710是紧凑的。
如图3所示，各半导体激光器711B、711G、711R被设置成，半导体激光器芯片715B的光射出区域的长边与Y轴平行，半导体激光器芯片715G的光射出区域的长边与Z轴平行，半导体激光器芯片715R的光射出区域的长边与Y轴平行。因此，蓝色半导体激光器711B射出作为对于偏振分离元件730的P偏振光的蓝色光LB，绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R射出作为对于偏振分离元件730的S偏振光的绿色光线LG1和红色光线LR1。以下，将包含绿色光线LG1和红色光线LR1的光称为光LGR(第4光)。光LGR是S偏振光。P偏振光和S偏振光的偏振方向彼此垂直。
如图1所示，光线宽度缩小光学系统720由具备凸透镜721和凹透镜722的无焦光学系统构成。光线宽度缩小光学系统720缩小从光源装置710射出的光的直径。
偏振分离元件730被配置成相对于光轴AX0以及光轴AX1分别成45°角度。偏振分离元件730将从光源装置710射出的光分离为对于偏振分离元件730的S偏振光和P偏振光。具体而言，偏振分离元件730使作为P偏振光的蓝色光LB透过，并使作为S偏振光的光LGR反射。
第1相位差板761设置在偏振分离元件730与第1扩散装置740之间的蓝色光LB的光路上。第1相位差板761由相对于蓝色光LB的波长区域的1/4波长板构成。第1相位差板761将透过第1相位差板761的蓝色光LB的偏振状态从P偏振光转换为例如右旋圆偏振光。
第1聚光透镜771设置在第1相位差板761与第1扩散装置740之间的蓝色光LB的光路上。第1聚光透镜771将从第1相位差板761射出的蓝色光LB聚光到第1扩散装置740的第1扩散板741上，并且接收从第1扩散板741射出的扩散光而引导至第1相位差板761。
第1扩散装置740具备第1扩散板741(第1扩散元件)和用于使第1扩散板741旋转的电机745。第1扩散板741具有例如在具有光反射性的部件的表面上形成有凹凸的结构，并具备扩散反射性。第1扩散板741的扩散力大于后述的第2扩散板751的扩散力。从旋转轴743的方向观察时，第1扩散板741形成为例如圆形。第1扩散板741使入射的蓝色光LB朝向第1聚光透镜771扩散反射。作为右旋圆偏振光入射的蓝色光LB在第1扩散板741上扩散反射而变成作为左旋圆偏振光的蓝色扩散光LBc。
作为被第1扩散板741扩散反射而再次透过第1聚光透镜771的左旋圆偏振光的蓝色扩散光LBc再次透过第1相位差板761，从而变成作为S偏振光的蓝色光LBs。S偏振光蓝色光LBs被偏振分离元件730反射而朝向积分器光学系统780。
另一方面，第2相位差板762设置在偏振分离元件730与第2扩散装置750之间的光LGR的光路上。第2相位差板762由与从绿色光线LG1到红色光线LR1的波长区域对应的宽频带1/4波长板构成。第2相位差板762将透过第2相位差板762的光LGR的偏振状态从S偏振光转换为例如左旋圆偏振光。
第2聚光透镜772设置在第2相位差板762与第2扩散装置750之间的光LGR的光路上。第2聚光透镜772将从第2相位差板762射出的光LGR聚光到第2扩散装置750的第2扩散板751上，并且接收从第2扩散板751射出的扩散光而引导至第2相位差板762。
第2扩散装置750具备第2扩散板751(第2扩散元件)和用于使第2扩散板751旋转的电机755。第2扩散板751具有例如在具有光反射性的部件的表面上形成有凹凸的结构，并具备扩散反射性。从旋转轴753的方向观察时，第2扩散板751形成为例如圆形。第2扩散板751使入射的光LGR朝向第2聚光透镜772扩散反射。作为左旋圆偏振光入射的光LGR在第2扩散板751上扩散反射而变成作为右旋圆偏振光的扩散光LGRc。
作为被第2扩散板751扩散反射而再次透过第2聚光透镜772的右旋圆偏振光的扩散光LGRc再次透过第2相位差板762，从而变成作为P偏振光的光LGRp。光LGRp透过偏振分离元件730而朝向积分器光学系统780。即，偏振分离元件730合成来自第1扩散装置740的蓝光LBs和来自第2扩散装置750的光LGRp，生成白色的合成光(照明光LW)。
积分器光学系统780具备第1透镜阵列781、第2透镜阵列782和重叠透镜783。积分器光学系统780使从偏振分离元件730射出的照明光LW的照度分布在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域均匀。
第1透镜阵列781具有多个透镜786，该多个透镜786用于将从偏振分离元件730射出的照明光LW分割为多个部分光线束。多个透镜786在与光轴AX0垂直的面内呈矩阵状排列。
第2透镜阵列782具备与多个透镜786对应的多个透镜787。第2透镜阵列782和后级的重叠透镜783一起使各透镜786的像在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域或它们的附近成像。多个透镜787在与光轴AX0垂直的面内呈矩阵状排列。
重叠透镜783使来自第2透镜阵列782的各部分光线束会聚而在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域或它们的附近彼此重叠。
色分离导光光学系统200具备分色镜240、分色镜220、反射镜210、反射镜230、反射镜250、中继透镜260和中继透镜270。色分离导光光学系统200将从照明装置700射出的照明光LW分离为红色光LR2、绿色光LG2和蓝色光LB2，并将红色光LR2、绿色光LG2和蓝色光LB2分别引导至所对应的红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B。
在色分离导光光学系统200与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之间分别配置有场透镜300R、场透镜300G和场透镜300B。
分色镜240使蓝色光LB2反射，并使红色光LR2和绿色光LG2透过。分色镜220使绿色光LG2反射，并使蓝色光LB2透过。反射镜210和反射镜230使红色光LR2反射。反射镜250使蓝色光LB2反射。
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分别由液晶面板构成，所述液晶面板根据图像信息对入射的色光进行调制，形成图像。
另外，虽然省略了图示，但在场透镜300R、场透镜300G、场透镜300B与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之间分别配置有入射侧偏振片。在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G、蓝色光用光调制装置400B与合成光学系统500之间分别配置有射出侧偏振片。
合成光学系统500合成从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射出的各图像光。合成光学系统500由十字分色棱镜构成，该十字分色棱镜呈由4个直角棱镜贴合而成的俯视观察大致正方形，在直角棱镜彼此贴合的大致X字状的界面上设有电介质多层膜。
从合成光学系统500射出的图像光被投射光学装置600放大投射到SCR上。
在本实施方式的光源装置710中，如上所述，由于绿色光LG的中心轴CG与蓝色光LB的中心轴CB一致，因此，减少了在投射的图像中因绿色和蓝色导致的颜色不均。此外，由于红色光LR的中心轴CR与蓝色光LB的中心轴CB一致，因此，减少了在投射的图像中因红色和蓝色导致的颜色不均。此外，由于绿色光LG的中心轴CG与红色光LR的中心轴CR一致，因此，还减少了在投射的图像中因绿色和红色导致的颜色不均。
本实施方式的照明装置700具备的第1扩散板741的扩散力大于第2扩散板751的扩散力，由此，进一步减少颜色不均。以下，说明其原因。
图4是用于说明第1扩散板741的作用的示意图。另外，图4的上部示出与中心轴CB垂直的蓝色光LB的剖视图，图4的下部示出第1聚光透镜771和第1扩散板741的侧视图。
图5是用于说明第2扩散板751的作用的示意图。另外，图5的上部示出与中心轴CG(CR)垂直的绿色光LG的剖视图和红色光LR的剖视图，图5的下部示出第2聚光透镜772和第2扩散板751的侧视图。
如图4所示，蓝色光LB从配置在光源装置710的中央的一个蓝色半导体激光器711B射出。
与此相对，如图5所示，由三条绿色光线LG1构成的绿色光LG从绕蓝色光LB的中心轴CB旋转对称地设置的三个绿色半导体激光器711G射出。同样，由三条红色光线LR1构成的红色光LR从绕蓝色光LB的中心轴CB旋转对称地设置的三个红色半导体激光器711R射出。
蓝色光LB和多个绿色光线LG1之间的位置关系、与蓝色光LB和多个红色光LR1之间的位置关系相同，因此，以下，以蓝色光LB和绿色光LG为例进行说明。
如图4所示，蓝色光LB以会聚在第1扩散板741上的方式入射。在本说明书中，将蓝色光LB入射到第1扩散板741时的入射角的最大值称为会聚角α1。同样，绿色光LG以会聚在第2扩散板751上的方式入射。将绿色光LG入射到第2扩散板751时的入射角的最大值称为会聚角α2。此外，包含多个绿色光线LG1的最小的圆的直径被定义为绿色光LG的光束宽度WG。由于图4所示的蓝色光LB的光束宽度WB小于图5所示的绿色光LG的光束宽度WG，因此，蓝色光LB的会聚角度α1小于绿色光LG的会聚角α2。
这里，设第1扩散板741的扩散力和第2扩散板751的扩散力相同，则被扩散反射的蓝色光LB和绿色光LG的发散角的大小关系、与会聚角α1和会聚角α2的大小关系相同，因此，被扩散反射的蓝色光LB的发散角小于被扩散反射的绿色光LG的发散角。当合成发散角互不相同的蓝色光LB和绿色光LG时，即使中心轴CB与中心轴CG一致，在屏幕SCR上显示的图像中也会产生颜色不均。
与此相对，在本实施方式中，由于第1扩散板741的扩散力大于第2扩散板751的扩散力，因此，以小会聚角α1入射的蓝色光LB大量地被第1扩散板741扩散，以大会聚角α2入射的绿色光LG少量地被第2扩散板751扩散。其结果，如图4、图5所示，能够使被扩散反射的蓝色光LB的发散角β1接近被扩散反射的绿色光LG的发散角β2。通过适当调整第1扩散板741和第2扩散板751各自的扩散力，可以使蓝色光LB的发散角β1大致等于绿色光LG的发散角β2。由此，能够进一步减少蓝色和绿色的颜色不均。可以说，这对于红色光LR也同样。因此，从照明装置700射出颜色不均较少的白色照明光LW。
发光效率较低的绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R各自的数量比发光效率较高的蓝色半导体激光器711B的数量多。由此，与各色半导体激光器的数量彼此相等的情况相比，更容易取得从光源装置710射出的光的色平衡。
由一个蓝色半导体激光器711B、三个绿色半导体激光器711G和三个红色半导体激光器711R构成的7个半导体激光器分别被配置成与彼此相邻的半导体激光器接近，因此，能够实现光源装置的小型化。
在本实施方式的照明装置700中，采用蓝色光LB是P偏振光、绿色光线LG1和红色光线LR1分别是S偏振光的结构。根据想得到的偏振状态而设定各半导体激光器的CAN封装的绕光轴AX1的旋转角，能够容易地实现上述结构。
透射型的扩散元件因反向扩散而导致光损耗较大。但是，由于第1扩散板741和第2扩散板751是反射型的，因此，光损耗较小，此外，还能够使照明装置700小型化。
由于本实施方式的投影仪10具备上述照明装置700，因此，能够投影颜色不均较少的图像。
[第1实施方式的变形例]
以下，使用图6对第1实施方式的变形例进行说明。
变形例的照明装置的基本结构与第1实施方式相同，照明装置的一部分结构与第1实施方式不同。因此，省略照明装置整体的说明，仅对不同的部分进行说明。
图6是变形例的投影仪15的概要结构图。
在图6中，对与在第1实施方式中使用的图1相同的构成要素标记相同的标号，省略说明。
如图6所示，在本变形例的照明装置702中，光源装置710、光线宽度缩小光学系统720、偏振分离元件730、第2相位差板762、第2聚光透镜772和第2扩散装置750设置在光轴AX1上。第1扩散装置740、第1聚光透镜771、第1相位差板761、偏振分离元件730和积分器光学系统780设置在与光轴AX1垂直的光轴AX0上。即，在本变形例的照明装置702中，相对于第1实施方式的照明装置700，第1扩散装置740、第1聚光透镜771和第1相位差板761的位置与第2扩散装置750、第2聚光透镜772和第2相位差板762的位置互换。
在本变形例的情况下，蓝色半导体激光器711B射出对于偏振分离元件730的S偏振的蓝色光LB。绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R分别射出对于偏振分离元件730的P偏振的绿色光LG、红色光LR。因此，蓝色光LB由偏振分离元件730反射而被引导至第1扩散装置740。绿色光线LG1和红色光线LR1透过偏振分离元件730而被引导至第2扩散装置750。
为了实现上述结构，只要使图3所示的各半导体激光器711B、711G、711R的CAN封装的绕光轴AX1的旋转角错开90°即可。即，只要以如下方式配置各半导体激光器711B、711G、711R即可：半导体激光器芯片715B的光射出区域的长边与Z轴平行，半导体激光器芯片715G的光射出区域的长边与Y轴平行，半导体激光器芯片715R的光射出区域的长边与Z轴平行。
在本变形例中，也能够获得投射不易产生颜色不均的图像的与第1实施方式相同的效果。
[第2实施方式]
以下，使用图7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结构与第1实施方式大致相同，照明装置的结构与第1实施方式不同。因此，省略投影仪整体的说明，仅对不同的部分进行说明。
图7是本实施方式的投影仪的概要结构图。
在图7中，对与在第1实施方式中使用的图1相同的构成要素标记相同的标号，并省略说明。
如图7所示，本实施方式的投影仪20具备照明装置704、色分离导光光学系统204、反射镜250、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以及投射光学装置600。
将从照明装置704射出的蓝色光LB的光轴称为光轴AX2，将从照明装置704射出的光LGR的光轴称为光轴AX3。光轴AX2以及光轴AX3与光轴AX1垂直。
在照明装置704中，光源装置710、光线宽度缩小光学系统720、分色镜735(光分离元件)、反射镜290按此顺序设置在光轴AX1上。分色镜735、第1聚光透镜773、第1扩散装置840、第1拾取透镜774、第1积分器光学系统880按此顺序设置在光轴AX2上。反射镜290、第2聚光透镜775、第2扩散装置850、第2拾取透镜776、第2积分器光学系统890按此顺序设置在光轴AX3上。
由于光源装置710的结构与第1实施方式相同，因此，省略说明。从光源装置710射出蓝色光LB和光LGR。蓝色光LB被分色镜735反射，光LGR透过分色镜735。
第1聚光透镜773设置在分色镜735与第1扩散装置840之间的蓝色光LB的光路上。第1聚光透镜773将从分色镜735射出的蓝色光LB会聚到第1扩散装置840的第1扩散板841上。
第1扩散装置840具备第1扩散板841(第1扩散元件)和用于使第1扩散板841旋转的电机845。第1扩散板841具有例如在具有透光性的部件的表面形成有凹凸的结构，具备扩散透射性。第1扩散板841的扩散力大于后述的第2扩散板851的扩散力。第1扩散板841使入射的蓝色光LB扩散并朝向第1拾取透镜774透过。
第1拾取透镜774设置在第1扩散装置840与第1积分器光学系统880之间的蓝色光LB的光路上。第1拾取透镜774将从第1扩散装置840射出的蓝色光LB平行化后引导至第1积分器光学系统880。
第1积分器光学系统880具备第1透镜阵列881、第2透镜阵列882和重叠透镜883。第1积分器光学系统880使从第1扩散装置840射出的蓝色光LB的照度分布在蓝色光用光调制装置400B的图像形成区域中均匀。
透过分色镜735的光LGR被反射镜290反射而入射到第2聚光透镜775。
第2聚光透镜775设置在反射镜290与第2扩散装置850之间的光LGR的光路上。第2聚光透镜775使被反射镜290反射的光LGR会聚到第2扩散装置850的第2扩散板851上。
第2扩散装置850具备第2扩散板851(第2扩散元件)和用于使第2扩散板851旋转的电机855。第2扩散板851具有例如在具有透光性的部件的表面形成有凹凸的结构，具备扩散透射性。第2扩散板851使入射的光LGR扩散并朝向第2拾取透镜776透过。
第2拾取透镜776设置在第2扩散装置850与第2积分器光学系统890之间的光的光路上。第2拾取透镜776将从第2扩散装置850射出的光LGR平行化后引导至第2积分器光学系统890。
第2积分器光学系统890具备第1透镜阵列891、第2透镜阵列892和重叠透镜893。第2积分器光学系统890使从第2扩散装置850射出的光LGR的照度分布在绿色光用光调制装置400G和红色光用光调制装置400R各自的图像形成区域中均匀。
从第1积分器光学系统880射出的蓝色光LB被反射镜250反射而入射到蓝色光用光调制装置400B。
色分离导光光学系统204具备分色镜220、反射镜280以及反射镜230。分色镜220反射绿色光LG并使红色光LR透过，由此，将从第2积分器光学系统890射出的光LGR分离成红色光LR和绿色光LG，将红色光LR和绿色光LG分别引导至红色光用光调制装置400R和绿色光用光调制装置400G。投影仪20的其它结构与第1实施方式相同。
在本实施方式中，也能够获得如下的与第1实施方式相同的效果：绿色光LG的中心轴CG以及红色光LR的中心轴CR与蓝色光LB的中心轴CB一致，适当地调整了发散角，减少了图像的颜色不均。
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，上述实施方式的光源装置具备光的颜色互不相同的三种发光装置，但是光源装置也可以仅具备两种发光装置(例如蓝色和绿色)。在该情况下，能够减少因该两种颜色导致的颜色不均。
在上述实施方式中，例示了具备一个蓝色半导体激光器、三个绿色半导体激光器和三个红色半导体激光器的光源装置，但各半导体激光器的数量不限于此。例如，光源装置也可以具备多个蓝色半导体激光器。该情况下，多个绿色半导体激光器和多个红色半导体激光器可以绕由从多个蓝色半导体激光器射出的多个蓝色光构成的光束整体的中心轴旋转对称地设置。
在上述实施方式中，作为第1、第2扩散元件，举出了能够通过电机进行旋转的扩散板的示例，但是，也可以使用不具备电机的固定型扩散板。此外，可以适当变更在上述实施方式中例示的光源装置、照明装置以及投影仪的各构成要素的数量、配置、形状、材料、尺寸等。
在上述实施方式中，虽然例示了具备三个光调制装置的投影仪，但也可以应用于利用一个光调制装置显示彩色影像的投影仪。另外，作为光调制装置，也可以使用数字微镜器件。
此外，在上述实施方式中，示出了将本发明的光源装置和照明装置应用于投影仪的示例，但不限于此。还可以将本发明的光源装置或照明装置应用于车辆用头灯等照明器具。
[第3实施方式]
以下，使用图8～图10对本发明的第3实施方式进行说明。
本实施方式的投影仪是具备使用半导体激光器的光源装置的液晶投影仪的一例。
并且，在以下的各附图中，为了便于观察各构成部件，有时根据构成部件不同而使尺寸的比例尺不同来表示。
本实施方式的投影仪25是在屏幕(被投影面)SCR上显示彩色图像的投射型图像显示装置。投影仪25使用与红色光LR2、绿色光LG2、蓝色光LB2各色光对应的三个光调制装置。投影仪25使用能够获得高亮度/高输出的光的半导体激光器作为光源装置的发光元件。
图8是本实施方式的投影仪25的概要结构图。
如图8所示，投影仪25具备照明装置706、色分离导光光学系统200、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以及投射光学装置600。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根据图像信息对来自照明装置706的光进行调制而形成图像光。投射光学装置600投射图像光。
照明装置706具备光源装置709、聚光光学系统725、扩散装置740、准直透镜789以及积分器光学系统780。在照明装置700中，扩散装置740、准直透镜789和积分器光学系统780设置在与从照明装置700射出的光LW的中心轴一致的光轴AX0上。光源装置709、聚光光学系统725和扩散装置740设置在与光轴AX0垂直的光轴AX1上。
以下，将从照明装置706射出光LW的方向作为Y方向，将从光源装置709射出光的方向作为X方向，将与X方向以及Y方向垂直的方向作为Z方向进行说明。光轴AX1与X轴平行，光轴AX0与Y轴平行。
图9是光源装置709的立体图。在图9中，为了便于观察附图，省略了一部分半导体激光器的基座的图示。
图10是从X轴方向观察光源装置709的主视图。
如图9和图10所示，光源装置709具备至少一个蓝色半导体激光器711B(第1发光装置)、多个绿色半导体激光器711G(第2发光装置)以及多个红色半导体激光器711R(第3发光装置)。
在本实施方式中，光源装置709具备一个蓝色半导体激光器711B、三个绿色半导体激光器711G和三个红色半导体激光器711R。稍后将说明各发光色的半导体激光器的数量优选上述示例的原因。
但是，在某些情况下，光源装置709也可以具备多个蓝色半导体激光器711B，只要具备至少一个蓝色半导体激光器711B即可。此外，绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R的数量也可以不一定为三个。此外，绿色半导体激光器711G的数量和红色半导体激光器711R的数量也可以不同。
蓝色半导体激光器711B向第1方向射出蓝色光LB(第1色的第1光)。绿色半导体激光器711G向第1方向射出绿色光线LG1。红色半导体激光器711R向第1方向射出红色光线LR1。即，蓝色半导体激光器711B、绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R分别向相同的方向射出不同颜色的色光LB、LG1、LR1。由此，光源装置709整体上射出包含这三色的色光LB、LG1、LR1的白色光。
在以下的说明中，将从三个绿色半导体激光器711G射出的三条绿色光线LG1统称为绿色光LG(第2色的第2光)。将从三个红色半导体激光器711R射出的三条红色光线LR1统称为红色光LR(第3色的第3光)。
蓝色半导体激光器711B、绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R分别由CAN封装型的半导体激光器构成。如图9所示，在由基座713和罐体714构成的封装716(第1壳体、第2壳体和第3壳体)中，如图10所示，分别收纳有一个以上的半导体激光器芯片715B、一个以上的半导体激光器芯片715G或一个以上的半导体激光器芯片715R。另外，在本实施方式中，蓝色半导体激光器711B、绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R分别具备同一封装716，但是也可以具备互不相同的封装。
由于半导体激光器芯片的发光效率按照每个发光色而不同，因此，半导体激光器的光输出也按照每个发光色而不同。即，蓝色半导体激光器711B的发光效率比绿色半导体激光器711G的发光效率和红色半导体激光器711R的发光效率高。即使在半导体激光器芯片的发光效率相对较低的情况下，如果增加输入到该半导体激光器芯片中的投入功率，则也能够增加从半导体激光器芯片射出的光输出，但是投入功率的增加会使得半导体激光器芯片的温度上升，导致发光效率的降低和寿命的降低。因此，如果投入功率相同，则蓝色半导体激光器711B的光输出比绿色半导体激光器711G的光输出和红色半导体激光器711R的光输出高。
示出一例，根据日亚化学工业株式会社、网页、产品信息、“激光二极管(LD)”[online]、[平成29年09月14日检索]、互联网〈URL:http://www.nichia.co.jp/jp/product/laser.html〉，蓝色半导体激光器(型号：NDB7K75)的光输出例如为3.5W(使用温度：25℃)，绿色半导体激光器(型号：NDG7K75T)的光输出例如为1W(使用温度：25℃)。尽管未在上述网页上记载，但是提供了蓝色半导体激光器阵列(型号：NUBM 08-02)，该蓝色半导体激光器阵列具备多个光输出为4.5W(25℃)的蓝色半导体激光器。
根据三菱电机株式会社、网页、新闻发布、“投影仪用639nm红色高输出半导体激光器开始销售的通知”[online]、[平成29年09月14日检索]、互联网〈URL:http://www.mitsubishielectric.co.jp/news/2016/1214.html>，红色半导体激光器(型号：ML562G85)的光输出例如为2.1W(25℃)。
将上述温度25℃下的光输出换算成实际使用温度45℃下的光输出时，各发光色的半导体激光器(CAN封装型的半导体激光器)的每1个的光输出如下述表1所示。
【表1】
颜色 R G B B
型号 ML562G85 NDG7K75T NDB7K75 NUBM08-02
中心波长[nm] 640 520 455 450
光输出[W/个] 1.26 0.8 2.8 4.1
即，一个蓝色半导体激光器(型号：NDB7K75)的光输出为2.8W，蓝色半导体激光器阵列(型号：NUBM 08-02)具备的一个蓝色半导体激光器的光输出是4.1W，一个绿色半导体激光器(型号：NDG7K75T)的光输出为0.8W，一个红色半导体激光器(型号：ML562G85)的光输出为1.26W。
另一方面，得到亮度为1000lm、2000lm、3000lm的各个白色光(色温6500K)所需的每种发光色的半导体激光器的光输出以及得到该白色光所需的每种发光色的半导体激光器(CAN封装型的半导体激光器)的数量如下述表2所示。
【表2】
Figure GDA0002730635210000201
如表2的最下部所示，关于得到亮度为1000lm的白色光所需的每种发光色的半导体激光器的光输出，蓝色半导体激光器是1.23W，绿色半导体激光器是2.03W，红色半导体激光器是2.92W。根据表2的所需光输出值[W]和表1的每1个半导体激光器的光输出[W/个]进行计算，关于得到亮度为1000lm的白色光所需的半导体激光器的数量，蓝色半导体激光器(型号：NDB7K75)为一个，绿色半导体激光器(型号：NDG7K75T)为三个，红色半导体激光器(型号：ML562G85)为三个。这与本实施方式的光源装置709的各半导体激光器711B、711G、711R的数量一致。其中，在表2中，对于亮度3000lm，使用蓝色半导体激光器阵列(型号：NUBM08-02)具备的一个蓝色半导体激光器。
根据以上内容，本实施方式的光源装置709作为光束为1000lm左右的投影仪的光源装置是优选的。
另外，在一个半导体激光器具备一个半导体激光器芯片的情况下，半导体激光器的发光效率等于半导体激光器芯片的发光效率。此外，在一个半导体激光器具备多个半导体激光器芯片的情况下，半导体激光器的发光效率等于多个半导体激光器芯片的发光效率的总和。
根据本发明人的推测，由于未来半导体激光器技术的进步，各发光色的半导体激光器711B、711G、711R的光输出可能会比上述数值进一步增加，但是得到白色光所需的各色的半导体激光器711B、711G、711R的数量的比率不会改变。因此，在本实施方式中，例示出具备一个蓝色半导体激光器711B、三个绿色半导体激光器711G和三个红色半导体激光器711R的光源装置709，但是各半导体激光器的数量不限于该示例。
保持部件712由圆形板材构成，该圆形板材上设置有与多个半导体激光器711B、711G、711R的数量对应、并且与罐体714的尺寸对应的7个孔。板材的材料没有特别限定，优选例如为导热率较高的金属。通过在将多个半导体激光器711B、711G、711R的罐体714分别贯插于保持部件712的孔中的状态下使基座713的一个面与保持部件712的第1面712a抵接而将多个半导体激光器711B、711G、711R分别支承于保持部件712。保持部件712的第1面712a位于与被支承于保持部件712的多个半导体激光器711B、711G、711R的光的射出方向侧相反的一侧。
如图10所示，多个半导体激光器711B、711G、711R中的蓝色半导体激光器711B以位于光源装置709的中心部的方式配置在保持部件712上。多个绿色半导体激光器711G和多个红色半导体激光器711R以包围蓝色半导体激光器711B的方式配置在保持部件712上的蓝色半导体激光器711B的周边区域。
绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R以位于以蓝色半导体激光器711B为中心的假想圆上的方式配置在保持部件712上。绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R沿假想圆的周向交替设置。
另外，该假想圆的中心也可以与蓝色半导体激光器711B的蓝色光LB的光的中心轴一致。各个红色半导体激光器711R射出的红色光线LR1的光的中心轴也可以位于该假想圆上。各个绿色半导体激光器711G射出的绿色光线LG1的光的中心轴也可以位于该假想圆上。
根据以上配置，在光源装置709中，连接蓝色半导体激光器711B、绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R的发光中心彼此的多个直线m彼此所成的角度彼此相等，全部是60°。
此外，分别以三条直线m在蓝色半导体激光器711B的蓝色光LB的光的中心轴周围形成的角度为中心角的各个扇形的圆弧的长度彼此相等。另外，多个扇形的中心角彼此相等，全部是60°。
同样地，分别以三条直线m在半导体激光器芯片715B及其附近形成的角度为中心角的各个扇形的圆弧的长度彼此相等。另外，多个扇形的中心角彼此相等，全部是60°。
在多个半导体激光器711B、711G、711R中，相邻的半导体激光器彼此的封装716在基座713的部分相互抵接。另外，多个半导体激光器711G、711R的基座713也可以不相互抵接。即，红色半导体激光器711R射出的红色光线LR1的光的中心轴和绿色半导体激光器711G射出的绿色光线LG1的光的中心轴也可以等间隔地交替配置在假想圆上。
这样，多个绿色半导体激光器711G在蓝色半导体激光器711B的周边区域被设置成绕蓝色光LB的中心轴旋转对称。此外，多个红色半导体激光器711R在蓝色半导体激光器711B的周边区域被设置成绕蓝色光LB的中心轴旋转对称。
多个绿色半导体激光器711G被设置成以包围蓝色半导体激光器711B的方式绕蓝色光LB的中心轴旋转对称是指，只要满足上述的配置、位置关系即可。此外，同样地，多个红色半导体激光器711R被设置成以包围蓝色半导体激光器711B的方式绕蓝色光LB的中心轴旋转对称是指，只要满足上述的配置、位置关系即可。
蓝色半导体激光器711B、绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R被配置成使得半导体激光器芯片715B、715G、715R的方向(矩形半导体激光器芯片的长边)朝向相同的方向。在图10所示的示例中，蓝色半导体激光器711B、绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R被配置成使得半导体激光器芯片715G、715R的长边与Y轴平行。
这样，虽然蓝色半导体激光器711B、绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R被配置成使得半导体激光器芯片715B、715G、715R的方向(矩形半导体激光器芯片的长边)相同，但是，由于振荡模式的差异，蓝色半导体激光器711B和绿色半导体激光器711G以及红色半导体激光器711R射出互不相同的方向的线偏振光。具体而言，蓝色半导体激光器711B和绿色半导体激光器711G射出对于扩散板741的P偏振光，红色半导体激光器711R射出对于扩散板741的S偏振光。该情况下，只要与光的偏振方向对应地配置各光调制装置400R、400G、400B具备的偏振片即可。此外，通过使红色半导体激光器711R的半导体激光器芯片715R的方向相对于其它半导体激光器711B、711G的半导体激光器芯片715B、715G的方向绕射出光(红色光线LR1)的中心轴旋转90°，能够使射出的线偏振光的方向相同。
根据以上的结构，光源装置709射出包含蓝色光LB、绿色光LG和红色光LR的白色光LW。
如图8所示，聚光光学系统725将从光源装置709射出的光LW会聚到规定的聚光位置，具体而言是后述的扩散装置740的扩散板744上。聚光光学系统725由一个凸透镜721构成。另外，聚光光学系统725也可以由多个透镜构成。
扩散装置740具备扩散板741(扩散元件)和用于使扩散板741旋转的电机745(旋转部)。扩散板741照射由聚光光学系统725会聚的光LW并扩散光LW。扩散板741例如具有在具有光反射性的部件的表面形成有凹凸的结构，并具备扩散反射性。扩散板741被配置成相对于光轴AX0和光轴AX1分别成45°角度。光LW被扩散板741扩散反射而成为以光轴AX0为中心的具有规定角度分布的扩散光，从扩散装置740射出而朝向积分器光学系统780。
准直透镜789将从扩散板741射出的光LW平行化，使其朝向积分器光学系统780射出。
积分器光学系统780具备第1透镜阵列781、第2透镜阵列782和重叠透镜783。积分器光学系统780使从准直透镜789射出的光LW的照度分布在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域均匀。
第1透镜阵列781具有多个透镜786，该多个透镜786用于将从扩散装置740射出的光LW分割成多个部分光线束。多个透镜786在与光轴AX0垂直的面内排列成矩阵状。
第2透镜阵列782具备与第1透镜阵列781的多个透镜786对应的多个透镜787。第2透镜阵列782和后级的重叠透镜783使第1透镜阵列781的各透镜786的像在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域或它们的附近成像。多个透镜787在与光轴AX0垂直的面内排列成矩阵状。
重叠透镜783使来自第1透镜阵列781的各部分光线束会聚而在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B各自的图像形成区域或它们的附近彼此重叠。
色分离导光光学系统200具备分色镜240、分色镜220、反射镜210、反射镜230和反射镜250。色分离导光光学系统200将从照明装置700射出的白色光LW分离为红色光LR2、绿色光LG2和蓝色光LB2，并将红色光LR2、绿色光LG2和蓝色光LB2分别引导至所对应的红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B。
在色分离导光光学系统200与红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G和蓝色光用光调制装置400B之间分别配置有场透镜300R、场透镜300G和场透镜300B。
分色镜240反射蓝色光LB，并使红色光LR2和绿色光LG2透过。分色镜220反射绿色光LG2，并使红色光LR2透过。反射镜210和反射镜230反射红色光LR2。反射镜250反射蓝色光LB2。
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分别由液晶面板构成，所述液晶面板根据图像信息对入射的色光进行调制，形成图像。
另外，虽然省略了图示，但在场透镜300R、场透镜300G、场透镜300B与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之间分别配置有入射侧偏振片。在红色光用光调制装置400R、绿色光用光调制装置400G、蓝色光用光调制装置400B与合成光学系统500之间分别配置有射出侧偏振片。
合成光学系统500合成从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射出的各图像光。合成光学系统500由十字分色棱镜构成，该十字分色棱镜呈由4个直角棱镜贴合而成的俯视观察大致正方形，在直角棱镜彼此贴合的大致X形的界面上设有电介质多层膜。
从合成光学系统500射出的图像光被投射光学装置600放大投射到SCR上。
在本实施方式的光源装置709中，将相邻的半导体激光器711B、711G、711R的发光中心彼此连接的多个直线m彼此所成的角度彼此相等，因此，容易取得光源装置709的色平衡，能够缩小光源装置709的占有面积。由此，能够实现在不使用荧光体等波长转换元件的情况下射出白色光的小型光源装置。
此外，由于相邻的半导体激光器711B、711G、711R彼此被配置成使得封装716相互抵接，因此，能够将半导体激光器711B、711G、711R最紧密地配置，从而能够实现更小型的光源装置。
此外，在本实施方式的光源装置709中，根据各色的半导体激光器711B、711G、711R的发光效率和得到白色光所需的各色的半导体激光器711B、711G、711R的光输出而设定各色的半导体激光器711B、711G、711R的数量。即，由于发光效率较低的绿色半导体激光器711G和红色半导体激光器711R各自的数量比发光效率较高的蓝色半导体激光器711B的数量多，因此，光源装置709容易取得色平衡。这样，能够实现易于调整射出光的白平衡的光源装置709。
此外，在本实施方式中，照明装置706具备具有扩散板741的扩散装置740，所述扩散板741扩散由聚光光学系统725会聚的光LW，因此，使得从照明装置706射出角度分布随时间变化的光LW。由此能够实现光斑及照度不均较少的照明装置706。
此外，由于本实施方式的投影仪25具备上述照明装置706，因此，能够投射尺寸小型且颜色不均较少的图像。
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，在上述实施方式中，例示了具备一个蓝色半导体激光器、三个绿色半导体激光器和三个红色半导体激光器的光源装置，但各半导体激光器的数量不限于此。例如，光源装置也可以具备多个蓝色半导体激光器。该情况下，多个绿色半导体激光器和多个红色半导体激光器绕由从多个蓝色半导体激光器射出的多个蓝色光构成的光束整体的中心轴旋转对称地设置即可。
在上述实施方式中，作为扩散装置，举出了能够通过电机进行旋转的扩散板的示例，但是，也可以使用不具备电机的固定型扩散板。此外，可以适当变更在上述实施方式中例示的光源装置、照明装置以及投影仪的各构成要素的数量、配置、形状、材料、尺寸等。
在上述实施方式中，虽然例示了具备三个光调制装置的投影仪，但也可以应用于利用一个光调制装置来显示彩色影像的投影仪。另外，作为光调制装置，也可以使用数字微镜器件。
此外，在上述实施方式中，示出了将本发明的光源装置应用于投影仪的示例，但不限于此。还可以将本发明的光源装置应用于车辆用头灯等照明器具。

Claims (9)

1.一种照明装置，其具有：
光源装置，其具备：朝第1方向射出第1色的第1光的至少一个第1发光装置；朝所述第1方向射出与所述第1色不同的第2色的第2光的多个第2发光装置；以及多个第3发光装置，该多个第3发光装置朝所述第1方向射出与所述第1色以及所述第2色不同的第3色的第3光，所述多个第2发光装置的数量比所述至少一个第1发光装置的数量多，所述多个第2发光装置在所述至少一个第1发光装置的周边区域被设置成绕所述第1光的中心轴旋转对称，所述多个第3发光装置的数量比所述至少一个第1发光装置的数量多，所述多个第3发光装置在所述至少一个第1发光装置的周边区域被设置成绕所述第1光的所述中心轴旋转对称，所述第1色是蓝色，所述第2色是绿色，所述第3色是红色；
光分离元件，其将所述第1光、所述第2光和所述第3光分离为所述第1光、以及由所述第2光和所述第3光构成的第4光；
第1扩散元件，其设置在所述光分离元件的后级的所述第1光的光路上，扩散所述第1光；以及
第2扩散元件，其设置在所述光分离元件的后级的所述第4光的光路上，扩散所述第4光，
所述第1扩散元件的扩散力大于所述第2扩散元件的扩散力。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，
将所述第1发光装置、所述第2发光装置和所述第3发光装置的发光中心彼此连接的多个直线彼此所成的角度彼此相等。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中，
所述至少一个第1发光装置各自的发光效率比所述多个第2发光装置各自的发光效率和所述多个第3发光装置各自的发光效率高。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其中，
所述光源装置具有一个所述第1发光装置、三个所述第2发光装置以及三个所述第3发光装置。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其中，
所述第1发光装置具备第1发光元件和第1壳体，所述第1壳体在内部收纳所述第1发光元件，
所述第2发光装置具备第2发光元件和第2壳体，所述第2壳体在内部收纳所述第2发光元件，
所述第3发光装置具备第3发光元件和第3壳体，所述第3壳体在内部收纳所述第3发光元件，
所述第1壳体、所述第2壳体和所述第3壳体相互抵接。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其具备：
聚光光学系统，其将从所述光源装置射出的光会聚到规定的聚光位置；以及
扩散装置，其具备扩散元件和旋转部，所述扩散元件被照射由所述聚光光学系统会聚的所述光，并扩散所述光，所述旋转部使所述扩散元件旋转。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其中，
所述第1光、所述第2光和所述第3光分别为线偏振光，
所述第2光的偏振方向和所述第3光的偏振方向分别与所述第1光的偏振方向垂直，
所述光分离元件由偏振分离元件构成。
8.根据权利要求7所述的照明装置，该照明装置还具备：
第1相位差板，其设置在所述光分离元件与所述第1扩散元件之间的所述第1光的光路上；和
第2相位差板，其设置在所述光分离元件与所述第2扩散元件之间的所述第4光的光路上，
所述第1扩散元件和所述第2扩散元件具有光反射性，
所述第1扩散元件被设置成使透过所述第1相位差板的所述第1光朝向所述第1相位差板反射，
所述第2扩散元件被设置成使透过所述第2相位差板的所述第4光朝向所述第2相位差板反射，
所述偏振分离元件具有将被所述第1扩散元件反射而透过所述第1相位差板的所述第1光和被所述第2扩散元件反射而透过所述第2相位差板的所述第4光合成而生成合成光的功能。
9.一种投影仪，其具备：
权利要求1至8中的任一项所述的照明装置；
光调制装置，其根据图像信息对来自所述照明装置的光进行调制而形成图像光；以及
投射光学装置，其投射所述图像光。
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