CN109557756A - 照明装置以及投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供照明装置以及投影仪，该照明装置能够调整色彩平衡并且是小型的。本发明的照明装置具有：光源部，其具有保持部件和多个发光装置，该多个发光装置射出第1波段的光，该保持部件将多个发光装置保持于旋转对称的位置；偏振分离元件，其将从光源部射出的光分离成第1偏振状态的第1光束和第2偏振状态的第2光束；波长转换装置，其具有被第1波段的光激励的波长转换层，该波长转换装置将第1光束转换为第2波段的第3光束；转换光学系统，其将第2光束转换为第4光束；颜色合成元件，其对第3光束和第4光束进行合成；检测装置，其检测第3光束的强度和第4光束的强度；及控制装置，其根据检测装置的检测结果，使从光源部射出的光的偏振状态发生变化。

Description

照明装置以及投影仪

技术领域

本发明涉及照明装置以及投影仪。

背景技术

近年来，以投影仪的高性能化为目的，使用了作为宽色域且高效率的光源的激光光源的投影仪受到重视。例如在下述专利文献1中公开了如下的光源装置：该光源装置具有多个半导体激光器和收纳多个半导体激光器的矩形的保持部件。

在下述专利文献2中公开了如下的照明装置：该照明装置具有多个半导体激光器、相位差板、偏振分离元件、包含荧光体层的波长转换装置、扩散反射元件、检测装置以及控制装置。在该照明装置中，从半导体激光器射出的蓝色光透过相位差板而转换成由P偏振光成分和S偏振光成分按照规定的比例混合而成的光。S偏振光成分被偏振分离元件引导至波长转换装置，对荧光体层进行激励而成为黄色的荧光。另一方面，P偏振光成分被偏振分离元件引导至扩散反射元件而成为蓝色的扩散光。蓝色的扩散光和黄色的荧光被偏振分离元件合成而从照明装置射出白色的照明光。

在专利文献2的照明装置中，例如在照明光的白平衡失准的情况下，检测装置检测蓝色光与黄色光的强度比，控制装置根据检测装置的检测结果使相位差板旋转规定的角度。此时，入射到偏振分离元件的P偏振光成分与S偏振光成分的光量比率在相位差板的旋转前后发生变化。由此，由于能够改变作为照明光的一部分的蓝色光与用于激励荧光体层的蓝色光的光量比率，所以能够调整照明光的白平衡。

专利文献1：日本特开2015-38958号公报

专利文献2：日本特开2015-106130号公报

但是，当想要使用专利文献1的光源装置来构成专利文献2的照明装置时，存在以下的问题。

在专利文献1的光源装置中，由于多个半导体激光器呈矩形排列，所以包含从多个半导体激光器射出的多个激光的光束整体的截面形状也是矩形。因此，当想要获得较高的光利用效率时，会导致均束器光学系统、拾取光学系统等光学系统大型化，照明装置大型化。如果使用无焦光学系统，则射出光的宽度缩小，能够使上述的光学系统缩小，但因添加了无焦光学系统而导致照明装置大型化。

另外，在专利文献2的照明装置中，为了调整P偏振光成分与S偏振光成分的光量比率而使用相位差板。另外，在使用半导体激光器作为光源的情况下，由于来自半导体激光器的光的亮度较高，所以需要使用耐热性高的相位差板。因此，必须使用例如石英相位差板等高价的相位差板，存在照明装置的成本上升的问题。

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，其目的之一在于，提供不使用高价的相位差板即可调整色彩平衡的、小型的照明装置。另外，本发明的一个方式的目的之一在于，提供具有上述照明装置的投影仪。

为了达成上述的目的，本发明的一个方式的照明装置具有：光源部，其具有保持部件和多个发光装置，该多个发光装置射出第1波段的光，该保持部件将所述多个发光装置保持在旋转对称的位置，偏振分离元件，其将从所述光源部射出的光分离成第1偏振状态的第1光束和第2偏振状态的第2光束；波长转换装置，其具有被所述第1波段的光激励的波长转换层，该波长转换装置将所述第1光束转换成与所述第1波段不同的第2波段的第3光束；转换光学系统，其将所述第2光束转换为第4光束；颜色合成元件，其对所述第3光束和所述第4光束进行合成；检测装置，其检测所述第3光束的强度和所述第4光束的强度；以及控制装置，其根据所述检测装置的检测结果，使从所述光源部射出的光的偏振状态发生变化。

在本发明的一个方式的照明装置中，由颜色合成元件合成的第3光束与第4光束的合成光被用于照明。从发光装置射出的光的量例如随时间变化等下降。此时，当向波长转换装置入射的第1光束的量随着来自发光装置的光量的下降而下降时，波长转换层的转换效率发生变化，第3光束的量与第4光束的量的比率发生变化。其结果是，与发光装置的时间变化前相比，产生了色彩平衡发生偏差的问题。

针对该问题，本发明的一个方式的照明装置具有：检测装置，其检测第3光束的强度和第4光束的强度；以及控制装置，其根据检测装置的检测结果，使来自光源部的射出光的偏振状态发生变化。因此，利用检测装置来检测第3光束的强度和第4光束的强度，从而能够把握色彩平衡的变化。因此，在色彩平衡发生了变化的情况下，控制装置使来自光源部的射出光的偏振状态发生变化，从而调整第1偏振状态的第1光束与第2偏振状态的第2光束的含有比例。这样，能够调整第3光束的量和第4光束的量，从而调整从照明装置射出的光的色彩平衡。

另外，由于本发明的一个方式的照明装置具有将多个发光装置保持在旋转对称的位置的光源部，所以能够将多个发光装置呈多边形或圆形配置，能够实现光源部的小型化。另外，控制装置根据检测装置的检测结果使从光源部射出的光的偏振状态发生变化，因此在偏振状态的调整中不需要使用相位差板。由此，能够实现不使用相位差板即可调整色彩平衡的小型的照明装置。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以为，所述发光装置由半导体激光器构成，该半导体激光器具有发光元件和在内部收纳所述发光元件的壳体，所述光源部具有7个所述发光装置。在该情况下，也可以为，所述7个发光装置中的1个发光装置以位于所述光源部的中心部的方式配置于所述保持部件，其他6个发光装置以围绕所述1个发光装置的方式相对于所述保持部件的中心呈旋转对称地配置。

根据该结构，能够实现高输出且小型的光源部。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以为，所述7个发光装置以如下方式配置于所述保持部件：所述6个发光装置内接于以所述保持部件的中心为中心的假想圆，所述1个发光装置与所述6个发光装置抵接，将所述7个发光装置的发光中心彼此连结起来的多条直线彼此所成的角度彼此相等。

根据该结构，能够实现高输出且小型的光源部。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以为，所述发光装置由半导体激光器构成，该半导体激光器具有发光元件和在内部收纳所述发光元件的壳体，所述光源部具有6个所述发光装置。在该情况下，所述6个发光装置可以相对于所述保持部件的中心呈旋转对称，并且以彼此与所述中心等距离的方式配置。

根据该结构，能够实现高输出且小型的光源部。

在本发明的一个方式的照明装置中，所述控制装置可以通过使所述光源部绕从所述光源部射出的光的中心轴进行旋转，而使从所述光源部射出的光的偏振状态发生变化。

根据该结构，通过适当变更使光源部旋转的角度，能够自由调整第1偏振状态的第1光束与第2偏振状态的第2光束的比例。

在本发明的一个方式的照明装置中，所述保持部件可以是圆形。

根据该结构，能够使光源部的旋转机构的结构变得简单。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以为，从所述半导体激光器射出的光的与中心轴垂直的截面形状是具有长轴方向和短轴方向的椭圆形，所述控制装置将如下姿势设为所述光源部的基准姿势，并且根据所述检测装置的检测结果使所述光源部从所述基准姿势起进行旋转，其中，所述姿势为：使所述光源部旋转至所述长轴方向相对于包含从所述半导体激光器射出的光的中心轴的平面具有规定的角度。

根据该结构，能够设定标准状态下的第1偏振状态的第1光束与第2偏振状态的第2光束的比例。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以为，从所述半导体激光器射出的光的与中心轴垂直的截面形状是具有长轴方向和短轴方向的椭圆形，所述控制装置将如下姿势设为所述光源部的基准姿势，并且根据所述检测装置的检测结果使所述光源部从所述基准姿势起进行旋转，其中，所述姿势为：使所述保持部件将所述多个发光装置中的一部分发光装置保持为所述一部分发光装置的所述长轴方向相对于包含从所述半导体激光器射出的光的中心轴的平面具有规定的角度。

根据该结构，能够设定标准状态下的第1偏振状态的第1光束与第2偏振状态的第2光束的比例。

本发明的一个方式的投影仪具有：本发明的一个方式的照明装置；光调制装置，其根据图像信息对从所述照明装置射出的光进行调制；以及投射光学系统，其投射被所述光调制装置调制后的光。

由于本发明的一个方式的投影仪具有本发明的一个方式的照明装置，所以显示品质优异。

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是第1实施方式的照明装置的概略结构图。

图3是光源装置的立体图。

图4是光源部的主视图。

图5是示出光源部的基准姿势的一例的主视图。

图6是示出光源部、控制装置以及检测装置的示意图。

图7是示出色彩平衡的调整的思路的流程图。

图8是示出第2实施方式的照明装置的光源部的主视图。

图9是示出第3实施方式的照明装置的光源部的主视图。

标号说明

1：投影仪；2：照明装置；4B：蓝色光用光调制装置；4G：绿色光用光调制装置；4R：红色光用光调制装置；6：投射光学系统；21：光源装置；27：波长转换装置；31a：第1透镜阵列；31b：第2透镜阵列；33：重叠光学系统；33a：重叠透镜；41：转换光学系统；42：光量监测用镜；43：传感器单元(检测装置)；44：控制装置；50：偏振分离元件(颜色合成元件)；710、717、718：光源部；711、711s、711sp：半导体激光器(发光装置)；712：保持部件；715：半导体激光器芯片(发光元件)；716：壳体。

具体实施方式

【第1实施方式】

以下，使用图1～图7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，为了使各构成要素在以下的各附图中容易看到，有时根据构成要素而使尺寸的比例尺不同地示出。

图1是示出本实施方式的投影仪的概略结构图。

如图1所示，投影仪1大致具有照明装置2、颜色分离光学系统3、红色光用光调制装置4R、绿色光用光调制装置4G、蓝色光用光调制装置4B、合成光学系统5以及投射光学系统6。

照明装置2将具有大致均匀的照度分布的照明光WL朝向颜色分离光学系统3射出。照明装置2使用后述的作为本发明的第1实施方式的照明装置。

颜色分离光学系统3将从照明装置2射出的照明光WL分离成红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB。颜色分离光学系统3具有第1分色镜7a、第2分色镜7b、第1反射镜8a、第2反射镜8b、第3反射镜8c、第1中继透镜9a以及第2中继透镜9b。

第1分色镜7a将从照明装置2射出的照明光WL分离成红色光LR和包含绿色光LG以及蓝色光LB的光。第1分色镜7a使红色光LR透过并对绿色光LG和蓝色光LB进行反射。第2分色镜7b将被第1分色镜7a反射的光分离成绿色光LG和蓝色光LB。第2分色镜7b对绿色光LG进行反射并使蓝色光LB透过。

第1反射镜8a配置在红色光LR的光路中。第1反射镜8a使透过了第1分色镜7a的红色光LR进行反射并引导至红色光用光调制装置4R。第2反射镜8b和第3反射镜8c配置在蓝色光LB的光路中。第2反射镜8b和第3反射镜8c使透过了第2分色镜7b的蓝色光LB进行反射并引导至蓝色光用光调制装置4B。绿色光LG被第2分色镜7b反射，朝向绿色光用光调制装置4G前进。

第1中继透镜9a和第2中继透镜9b配置在蓝色光LB的光路中的、第2分色镜7b的光射出侧。第1中继透镜9a和第2中继透镜9b补偿由于蓝色光LB的光路长度比红色光LR和绿色光LG的光路长度长而引起的蓝色光LB的光损失。

红色光用光调制装置4R根据图像信息对红色光LR进行调制，从而形成与红色光LR对应的图像光。绿色光用光调制装置4G根据图像信息对绿色光LG进行调制，从而形成与绿色光LG对应的图像光。蓝色光用光调制装置4B根据图像信息对蓝色光LB进行调制，从而形成与蓝色光LB对应的图像光。

红色光用光调制装置4R、绿色光用光调制装置4G以及蓝色光用光调制装置4B例如使用透射型的液晶面板。另外，在液晶面板的入射侧和射出侧配置有未图示的一对偏光板。一对偏光板使特定方向的直线偏振光透过。

在红色光用光调制装置4R的入射侧配置有场镜10R。在绿色光用光调制装置4G的入射侧配置有场镜10G。在蓝色光用光调制装置4B的入射侧配置有场镜10B。场镜10R使入射到红色光用光调制装置4R的红色光LR平行化。场镜10G使入射到绿色光用光调制装置4G的绿色光LG平行化。场镜10B使入射到蓝色光用光调制装置4B的蓝色光LB平行化。

合成光学系统5对红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB所分别对应的图像光进行合成，将合成后的图像光朝向投射光学系统6射出。合成光学系统5例如使用了十字分色棱镜。

投射光学系统6由包含多个投射透镜的投射透镜组构成。投射光学系统6朝向屏幕SCR放大投射被合成光学系统5合成后的图像光。由此，在屏幕SCR上显示放大后的彩色图像。

以下，对照明装置2进行说明。

如图2所示，照明装置2具有光源装置21、均束器光学系统24、偏振分离元件50、第1拾取光学系统26、波长转换装置27、转换光学系统41、偏振转换元件32、重叠光学系统33、光量监测用镜42、传感器单元43、控制装置44以及电机47。

在上述的构成要件中，光源装置21、均束器光学系统24、偏振分离元件50以及转换光学系统41依次在光轴ax1上排列配置。另一方面，波长转换装置27、第1拾取光学系统26、偏振分离元件50、积分器光学系统31、偏振转换元件32以及重叠透镜33a依次在光轴ax2上排列配置。光轴ax1和光轴ax2处于同一面内，是互相垂直的位置关系。

图3是光源装置21的立体图。

如图3所示，光源装置21具有：光源部710，其具有多个半导体激光器711；以及旋转机构720，其使光源部710旋转。旋转机构720具有框部721和棒状部722。框部721将光源部710保持为能够旋转。棒状部722从光源部710的一端延伸，向框部721的外侧突出。通过使棒状部722在沿着框部721的端面721c的方向(箭头A所示的方向)上移动而使光源部710旋转。

图4是在X方向上观察到的光源部710的主视图。

如图4所示，光源部710具有多个半导体激光器711(发光装置)和对该多个半导体激光器711进行保持的保持部件712。半导体激光器711在X方向上射出蓝色光LB1(第1波段的光)。蓝色光LB1的波长例如为455nm±20nm。在本实施方式中，光源部710具有7个半导体激光器711。因此，作为整个光源部710，射出包含7条蓝色光LB1的光。

半导体激光器711由CAN封装类型的半导体激光器构成。半导体激光器711具有半导体激光器芯片715(发光元件)和收纳半导体激光器芯片715的壳体716。壳体716由基座713和将基座713的一面侧覆盖的罐体714构成。另外，在图4的例中，在各壳体716的内部分别收纳有一个半导体激光器芯片715，但在各壳体716的内部也可以分别收纳有多个半导体激光器芯片715。

保持部件712由如下的板材构成：该板材的在来自光源部710的蓝色光LB1的射出方向(X方向)上观察到的形状为圆形。在板材上与多个半导体激光器711的个数对应地设置有与罐体714的尺寸对应的7个孔。板材的材料没有特别地限定，但例如优选热传导率较高的金属。在罐体714贯穿插入到保持部件712的孔中的状态下使基座713的一个面与保持部件712的保持面712a抵接，从而使多个半导体激光器711分别被保持部件712支承。保持部件712将多个半导体激光器711保持在旋转对称的位置。

如图4所示，多个半导体激光器711中的1个半导体激光器711a以位于光源部710的中心部的方式配置在保持部件712上。其他6个半导体激光器711b以围绕中心的1个半导体激光器711a的方式在保持部件712上的中心的半导体激光器711a的周缘部被配置成旋转对称。

周围的6个半导体激光器711b以沿着假想圆的方式配置于保持部件712，其中，该假想圆以中心的1个半导体激光器711a为中心，并且外接于6个半导体激光器711b。在本实施方式中，假想圆与形成保持部件712的轮廓的圆大致一致。通过以上配置，在光源部710中，将多个半导体激光器芯片715的发光中心彼此连结起来的多条直线k1～k3、m1～m3、n1～n3彼此所形成的角度彼此相等，都是60°。另外，在多个半导体激光器711中，相邻的半导体激光器711彼此的壳体716在基座713的部分互相抵接。

7个半导体激光器711被配置成半导体激光器芯片715的朝向为相同方向。在光源部710中，半导体激光器711被配置成半导体激光器芯片715的长边与Z轴平行。根据该配置，如标号LS的箭头所示的那样，作为蓝色光LB1，射出偏振方向与Z轴平行的直线偏振光。在本实施方式的情况下，偏振方向与Z轴平行的直线偏振光是针对后述的偏振分离元件的S偏振光。以下，将从光源部710射出的7条蓝色光LB1统称为蓝色光BL。

半导体激光器芯片715具有射出光的发光区域715a。在沿着射出的蓝色光LB1的中心轴的方向观察时，发光区域715a具有长方形的平面形状，具有长边方向W1和短边方向W2。

光向发光区域715a的短边方向W2的发散角比光向发光区域715a的长边方向W1的发散角大。因此，蓝色光LB1的与中心轴LBc垂直的截面为椭圆形。即，蓝色光LB1的与中心轴垂直的截面形状是具有长轴方向和短轴方向的椭圆形。椭圆形的长轴方向是发光区域715a的短边方向W2。椭圆形的短轴方向是发光区域715a的长边方向W1。

图5是作为从照明装置2射出白色光时的基准姿势的光源部710的主视图。

如上所述，在光源部710被配置成半导体激光器芯片715的发光区域715a的长边与Z轴平行的情况(光源部710的旋转为中立状态的情况，参照图4)下，从所有的半导体激光器711射出作为针对偏振分离元件50的S偏振光的蓝色光LB1。与此相对，在使用投影仪1时，即，在从照明装置2射出白色的照明光WL时，如图5所示，半导体激光器711被配置成半导体激光器芯片715的发光区域715a的长边相对于Z轴呈规定的角度θ。

即，光源部710从图4所示的姿势旋转规定的角度θ。当使光源部710的角度θ从0°逐渐变大时，P偏振光相对于S偏振光的比例逐渐增加，当光源部710的角度θ为90°时，从光源部710射出的蓝色光LB1全部变化为P偏振光。在照明装置2射出白色的照明光WL的情况下，通常，光源部710的角度θ以如下方式设定：使S偏振光(第1偏振状态的第1光束)在总光量中所占的光量为80％左右，并使P偏振光(第2偏振状态的第2光束)在总光量中所占的光量为20％左右。

如图2所示，从光源装置21射出的蓝色光BL入射到均束器光学系统24。均束器光学系统24将蓝色光BL的强度分布转换为例如被称为顶帽型分布的均匀的强度分布。均束器光学系统24由第1透镜阵列24a和第2透镜阵列24b构成。

从均束器光学系统24射出的蓝色光BL入射到偏振分离元件50。偏振分离元件50被配置成分别相对于光轴ax1和光轴ax2呈45°的角度。偏振分离元件50将从光源部710射出的蓝色光BL分离成S偏振光BLs和P偏振光BLp。即，偏振分离元件50使蓝色光BL的S偏振光成分BLs进行反射并使蓝色光BL的P偏振光成分BLp透过。在以下的说明中，由于被偏振分离元件50反射的S偏振光成分BLs用于激励波长转换层，所以称为激励光BLs。由于透过了偏振分离元件50的P偏振光成分BLp被用作照明光的蓝色光成分，所以称为蓝色光BLp。

另外，偏振分离元件50具有如下的颜色分离功能：对于波段与从半导体激光器711射出的蓝色光BL不同的黄色的荧光YL，不管荧光YL的偏振状态如何，都使荧光YL透过。

从偏振分离元件50射出的S偏振光的激励光BLs入射到第1拾取光学系统26。第1拾取光学系统26使激励光BLs朝向波长转换装置27的荧光体层34(波长转换层)会聚。第1拾取光学系统26由第1拾取透镜26a和第2拾取透镜26b构成。另外，第1拾取光学系统26也可以由一个拾取透镜构成。

从第1拾取光学系统26射出的激励光BLs入射到波长转换装置27。波长转换装置27具有荧光体层34和对荧光体层34进行支承的基板35。通过使激励光BLs入射到荧光体层34来激励荧光体层34所包含的荧光体，生成波长与激励光BLs不同的黄色的荧光YL(第2波段的第3光束)。即，波长转换装置27具有被激励光BLs激励的荧光体层34，将激励光BLs转换为波段与激励光BLs的波段不同的荧光YL。

在波长转换装置27中，荧光体层34在与激励光BLs所入射的一侧处于相反侧的面与基板35接触的状态下，通过设置在荧光体层34的侧面与基板35之间的粘接剂36被固定在基板35上。在基板35的与设置有荧光体层34的一侧处于相反侧的面上设置有用于散发荧光体层34的热量的散热器38。

由于从荧光体层34射出的荧光YL是偏振方向不统一的非偏振光，所以在穿过第1拾取光学系统26之后，直接以非偏振光的状态入射到偏振分离元件50。荧光YL透过偏振分离元件50而朝向积分器光学系统31前进。

另一方面，从偏振分离元件50射出的P偏振光的蓝色光BLp入射到转换光学系统41。转换光学系统41具有相位差板28、第2拾取光学系统29以及扩散反射元件30。转换光学系统41将P偏振光的蓝色光BLp转换成扩散后的S偏振光的蓝色光BLs’。

蓝色光BLp入射到相位差板28。相位差板28配置在偏振分离元件50与扩散反射元件30之间的光路中，由1/4波长板构成。因此，从偏振分离元件50射出的P偏振光的蓝色光BLp在被相位差板28转换为圆偏振光的蓝色光BLc之后，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BLc朝向扩散反射元件30会聚。第2拾取光学系统29由第1拾取透镜29a和第2拾取透镜29b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BLc朝向偏振分离元件50扩散反射。尤其是作为扩散反射元件30，优选使用对入射到扩散反射元件30的蓝色光BLc进行兰伯特反射的扩散反射元件。通过在照明装置2中采用这种扩散反射元件30，即能够对蓝色光BLc进行扩散反射，又能够获得具有均匀的照度分布的蓝色光BLc’。

被扩散反射元件30扩散反射后的蓝色光BLc’再次入射到相位差板28，由此，从圆偏振光的蓝色光BLc’转换为S偏振光的蓝色光BLs’。因此，从转换光学系统41射出S偏振光的蓝色光BLs’(第4光束)。S偏振光的蓝色光BLs’入射到偏振分离元件50。S偏振光的蓝色光BLs’被偏振分离元件50反射而朝向积分器光学系统31前进。

这样，蓝色光BLs’与透过了偏振分离元件50的荧光YL一起被用作照明光WL。即，蓝色光BLs’和荧光YL从偏振分离元件50彼此朝向相同方向射出。这样，获得了由蓝色光BLs’和黄色的荧光YL合成的白色的照明光WL。即，偏振分离元件50也兼具对蓝色光BLs’和荧光YL进行合成的颜色合成元件的功能。偏振分离元件50也与技术方案中的颜色合成元件对应。

从偏振分离元件50射出的照明光WL入射到积分器光学系统31。积分器光学系统31将照明光WL分割成多个光束。积分器光学系统31由第1透镜阵列31a和第2透镜阵列31b构成。第1透镜阵列31a和第2透镜阵列31b分别具有将多个透镜排列成阵列状的结构。

重叠光学系统33由积分器光学系统31和重叠透镜33a构成，该积分器光学系统31由第1透镜阵列31a和第2透镜阵列31b构成。从积分器光学系统31射出的照明光WL入射到偏振转换元件32。偏振转换元件32使照明光WL的偏振方向对齐。偏振转换元件32由未图示的偏振分离膜、相位差板以及反射镜构成。由于偏振转换元件32使作为非偏振光的荧光YL的偏振方向与S偏振光的蓝色光BLs’的偏振方向对齐，所以将另一方的偏振光成分转换为一方的偏振光成分，例如将P偏振光成分转换为S偏振光成分。

在积分器光学系统31(重叠光学系统33)与偏振转换元件32之间的光路上设置有光量监测用镜42(镜)。光量监测用镜42配置在从第2透镜阵列31b所具有的多个透镜中的一个透镜射出的光束的光路上(即，第2透镜阵列31b与重叠透镜33a之间)。光量监测用镜42被配置成相对于光轴ax2呈45°的角度。光量监测用镜42使所入射的光的一部分透过并对剩余部分进行反射。透过了光量监测用镜42的光入射到偏振转换元件32，被光量监测用镜42反射的光入射到传感器单元43(检测装置)。在后面对传感器单元43的详细结构进行叙述。

光量监测用镜42配置在从半导体激光器711射出的蓝色光BL的二次光源像所形成的位置。这里，示出了光量监测用镜42配置在积分器光学系统31与偏振转换元件32之间的光路上的例子。也可以代替该例而将光量监测用镜42配置在偏振转换元件32与重叠透镜33a之间的光路上。

通过穿过偏振转换元件32而使偏振方向对齐后的照明光WL入射到重叠透镜33a。重叠透镜33a使从偏振转换元件32射出的多个光束在被照明区域上互相重叠。由此，能够对被照明区域进行均匀地照明。

在本实施方式的情况下，由于光量监测用镜42配置在积分器光学系统31与偏振转换元件32之间的光路上的二次光源像的形成位置，所以即使通过光量监测用镜42将光的一部分提取出，在作为被照明区域的红色光用光调制装置4R、绿色光用光调制装置4G以及蓝色光用光调制装置4B上也不会产生照度不均。因此，如果允许降低相当于一个二次光源像的照度，光量监测用镜42可以不必是使一部分光透过并对剩余部分进行反射的镜，也可以是对全部光进行反射的镜。

以下，对光源部710的旋转机构720进行说明。

如图6所示，在设置于光源部710的棒状部722与框部721的壁部721a之间的空间设置有弹簧55。另外，在电机47的旋转轴47a的末端固定有螺纹部件51。当通过电机47的旋转使螺纹部件51进行旋转时，螺纹部件51朝图6的箭头A的方向按压棒状部722，光源部710沿逆时针进行旋转。当螺纹部件51按压棒状部722的力被解除时，光源部710在弹簧55的作用下沿顺时针进行旋转，回到中立位置。

随着光源部710的旋转，从光源部710射出的各个蓝色光LB1的偏振方向发生旋转，S偏振光和P偏振光在从光源部710射出的蓝色光BL的总光量中所占的含有比率发生变化。在光源部710处于射出白色的照明光WL的基准姿势时，螺纹部件51按压棒状部722，光源部710为从中立位置沿逆时针旋转规定的角度后的状态。控制装置44通过使光源部710绕从光源部710射出的蓝色光BL的中心轴进行旋转，使从光源部710射出的光的偏振状态发生变化。

传感器单元43具有：分色镜54，其将蓝色光BLs’与黄色的荧光YL分离开；蓝色光用传感器52，其检测蓝色光BLs’的强度；以及黄色光用传感器53，其检测黄色的荧光YL的强度。从光量监测用镜42提取出的光入射到传感器单元43，通过分色镜54将蓝色光BLs’与黄色的荧光YL分离开。通过蓝色光用传感器52来检测蓝色光BLs’(第4光束)的强度。通过黄色光用传感器53来检测黄色的荧光YL(第3光束)的强度。

来自传感器单元43的蓝色光BLs’的强度和黄色的荧光YL的强度的检测结果被输出到控制装置44。控制装置44使从光源部710射出的光的偏振状态发生变化(即，使光源部710旋转而使从光源部710射出的蓝色光BL的偏振方向发生变化)，以使蓝色光BLs’(第4光束)的强度与黄色的荧光YL(第3光束)的强度之比接近基准值。蓝色光BLs’(第4光束)的强度与黄色的荧光YL(第3光束)的强度之比的基准值也可以是根据传感器单元43所测定出的、开始使用投影仪1的时间点的初始的蓝色光BLs’(第4光束)的强度和黄色的荧光YL(第3光束)的强度而确定的值。或者，作为蓝色光BLs’的强度与黄色的荧光YL的强度之比的基准值，也可以使用投影仪1的设计值。

这里，想到了从半导体激光器711射出的光的量因投影仪1的时间变化而下降的情况。

根据图7的流程图来说明针对该情况所产生的白平衡偏差的、本实施方式的对策的思路。

当半导体激光器711的输出下降时(步骤S1)，激励荧光体层34的激励光BLs的光量也随之下降。激励光BLs的光量下降与激励光BLs的光密度(每单位面积的光量)下降等效(步骤S2)。荧光体具有如下的特性：当激励光的光密度下降时，将激励光转换为荧光时的转换效率上升。因此，即使激励光BLs的光量下降，当因转换效率的上升而产生的荧光YL的增加量超过因激励光BLs的光量下降而产生的荧光YL的减少量时，从荧光体层34射出的荧光YL的光量增加(步骤S3)。这里，以荧光YL的光量增加的情况为例来进行说明，但也存在荧光YL的光量减少的情况。然而，在任意情况下，白平衡都失准。

随着半导体激光器711的输出下降，蓝色光BLs’的光量和激励光BLs的光量都下降。但是，由于荧光体的转换效率上升，所以，相对于蓝色光BLs’的光量，荧光YL的光量相对地增加(步骤S4)。其结果是，蓝色光BLs’与黄色的荧光YL的比率发生变化，与时间变化前相比，作为蓝色光BLs’和黄色的荧光YL的合成光的白色光的白平衡出现失准(步骤S5)。具体来说，由于黄色的荧光YL的光量相对于蓝色光BLs’的光量相对地增加，所以合成光变成带着黄色的白色光。

这里，通过传感器单元43来检测从光量监测用镜42提取出的光所包含的蓝色光BLs’的强度和黄色的荧光YL的强度(步骤S6)。在控制装置44中预先存储有根据开始使用投影仪1的时间点上的初始的强度值来确定的、蓝色光强度与黄色光强度之比的基准值。控制装置44对传感器单元43所检测到的当前的蓝色光强度与黄色光强度之比和已存储的基准值进行比较。其结果是，在当前的蓝色光强度与黄色光强度之比与基准值之差超过了允许范围的情况下，使光源部710旋转以使当前的蓝色光强度与黄色光强度之比接近基准值(初始值)(步骤S7)。即，控制装置44将如下姿势设为光源部710的基准姿势，并且根据传感器单元43的检测结果，使光源部710从基准姿势起进行旋转，其中，该姿势为：使光源部710旋转至蓝色光BL的长轴方向相对于包含蓝色光BL的中心轴的平面具有规定的角度。

通过使光源部710旋转规定的角度，能够调整由光源部710生成的S偏振光成分BLs的光量与P偏振光成分BLp的光量之间的比例。具体来说，为了增加蓝色光BLs’的光量并减少黄色的荧光YL的光量，只要使P偏振光成分BLp的光量相对地增加并使S偏振光成分BLs的光量相对地减少即可。由此，与白色光的白平衡失准时相比，由于成为透过偏振分离元件50的蓝色光的P偏振光成分BLp的光量相对地增加，所以合成光变成更接近白色的光，能够改善白平衡。

如以上所说明的那样，本实施方式的照明装置2具有光源部710，该光源部710的7个半导体激光器711被保持在旋转对称的位置。此外，7个半导体激光器711以如下方式配置于保持部件712：外周部的6个半导体激光器711b内接于假想圆，中心部的1个半导体激光器711a与6个半导体激光器711抵接，将发光中心彼此连结起来的多条直线k1～k3、m1～m3、n1～n3彼此所形成的角度彼此相等。由此，能够实现光源部710的小型化。另外，控制装置44根据传感器单元43的检测结果使光源部710旋转，使蓝色光BL的偏振状态发生变化，因此在偏振状态的调整中不需要使用相位差板。由此，能够实现不使用相位差板即可调整白平衡的小型的照明装置2。

另外，在本实施方式的照明装置2中，控制装置44使光源部710旋转而使来自光源部710的蓝色光BL的偏振方向发生变化，以使得蓝色光BLs’的强度与黄色的荧光YL的强度之比接近基准值，因此能够进行白平衡的调整以使照明光WL的颜色接近作为基准的白色。此外，在基准值是根据传感器单元43所检测出的、蓝色光BLs’的初始的强度与黄色的荧光YL的初始的强度而确定的情况下，能够进行白平衡的调整以接近各个照明装置2的初始状态的照明光的颜色，而不是接近作为设计值的照明光的颜色。

另外，在本实施方式的照明装置2中，光量监测用镜42设置在积分器光学系统31与偏振转换元件32之间。因此，通过光量监测用镜42来提取入射到重叠透镜33a之前的照明光的一部分并引导至传感器单元43，能够高精度地进行蓝色光BLs’和荧光YL的强度检测。其结果是，能够高精度地进行白平衡的调整。

另外，在本实施方式的照明装置2中，7个半导体激光器711呈圆形配置，并且用于保持这些半导体激光器711的保持部件712为圆形，所以能够使光源部710的旋转机构720的结构变得简单。

由于本实施方式的投影仪1具有上述照明装置2，所以色彩再现性优异，显示品质优异。

【第2实施方式】

以下，使用图8对本发明的第2实施方式进行说明。

第2实施方式的投影仪和照明装置的基本结构与第1实施方式同样，光源部的结构与第1实施方式不同。因此，省略了投影仪和照明装置的整体的说明，仅对不同的部分进行说明。

图8是本实施方式的照明装置的光源部的主视图。

在图8中，对与第1实施方式中使用的图4相同的构成要素赋予相同的标号并省略说明。

如图8所示，在本实施方式的光源部717中，7个半导体激光器711并没有被配置成半导体激光器芯片715的朝向全部朝相同方向。即，多个半导体激光器711中的、一部分半导体激光器711s以半导体激光器芯片715的长边与Z轴平行的方式被保持部件712保持。剩余的半导体激光器711sp以半导体激光器芯片715的长边相对于Z轴呈规定的角度的方式被保持部件712保持。

在本实施方式中，半导体激光器芯片715的长边与Z轴平行地配置的半导体激光器711s的个数为4个，半导体激光器芯片715的长边与Z轴呈规定的角度的半导体激光器711sp的个数为3个，但各半导体激光器711s、711sp的个数并不限于该例。图8所示的配置与光源部717的旋转机构的中立位置对应。

在本实施方式的光源部717中，从4个半导体激光器711s射出由S偏振光构成的4条蓝色光。从3个半导体激光器711sp射出包含S偏振光成分和P偏振光成分的3条蓝色光。以如下方式设定光源部717的基准姿势：在对4条蓝色光和3条蓝色光进行统一观察时，使S偏振光(第1偏振状态的第1光束)在总光量中所占的光量为80％左右，P偏振光(第2偏振状态的第2光束)在总光量中所占的光量为20％左右。

照明装置的其他结构与第1实施方式同样。

在本实施方式的情况下，控制装置44将如下姿势设为光源部717的基准姿势，并且根据传感器单元43的检测结果，使光源部717从基准姿势起进行旋转，其中，该姿势为：使保持部件712将多个半导体激光器711中的一部分半导体激光器711sp保持为一部分半导体激光器711sp的长轴方向相对于包含蓝色光的中心轴的平面具有规定的角度。

在本实施方式中，获得与第1实施方式同样的效果：能够实现不使用相位差板即可调整白平衡的小型的照明装置。

【第3实施方式】

以下，使用图9对本发明的第3实施方式进行说明。

第3实施方式的投影仪和照明装置的基本结构与第1实施方式同样，光源部的结构与第1实施方式不同。因此，省略投影仪和照明装置的整体的说明，仅对不同的部分进行说明。

图9是本实施方式的照明装置的光源部的主视图。

在图9中，对与第1实施方式中使用的图4相同的构成要素赋予相同的标号并省略说明。

如图9所示，光源部718具有保持部件712和6个半导体激光器711b。因此，光源部718射出包含6条蓝色光LB1的光。6个半导体激光器711b配置在保持部件712的除中心之外的周缘部。

6个半导体激光器711b相对于保持部件712的中心C呈旋转对称，并且以彼此与中心C等距离的方式配置。另外，6个半导体激光器711b以位于外接于6个半导体激光器711b的假想圆上的方式配置于保持部件712。另外，在6个半导体激光器711b中，相邻的半导体激光器711b彼此的壳体716在基座713的部分互相抵接。

照明装置的其他结构与第1实施方式同样。

在本实施方式中，也获得与第1实施方式同样的效果：能够实现不使用相位差板即可调整白平衡的小型的照明装置。

另外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。

例如在上述实施方式中，例示了光源装置具有6个或7个半导体激光器的照明装置，但光源装置的半导体激光器的个数并不限定于此，只要具有呈旋转对称地配置的多个发光装置即可。

另外，上述实施方式所例示的照明装置以及投影仪的各构成要素的数量、配置、形状、材料、尺寸等能够适当变更。

在上述实施方式中，例示了具有3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。

另外，在上述实施方式中，示出了将本发明的照明装置应用于投影仪的例子，但并不限于此。也可以将本发明的照明装置应用于汽车用前照灯等照明器具。

Claims (9)

1.一种照明装置，其特征在于，该照明装置具有：

光源部，其具有保持部件和多个发光装置，所述多个发光装置射出第1波段的光，所述保持部件将所述多个发光装置保持在旋转对称的位置，

偏振分离元件，其将从所述光源部射出的光分离成第1偏振状态的第1光束和第2偏振状态的第2光束；

波长转换装置，其具有被所述第1波段的光激励的波长转换层，所述波长转换装置将所述第1光束转换成与所述第1波段不同的第2波段的第3光束；

转换光学系统，其将所述第2光束转换为第4光束；

颜色合成元件，其对所述第3光束和所述第4光束进行合成；

检测装置，其检测所述第3光束的强度和所述第4光束的强度；以及

控制装置，其根据所述检测装置的检测结果，使从所述光源部射出的光的偏振状态发生变化。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述发光装置由半导体激光器构成，所述半导体激光器包含发光元件和在内部收纳所述发光元件的壳体，

所述光源部具有7个所述发光装置，

所述7个发光装置中的、1个发光装置以位于所述光源部的中心部的方式配置于所述保持部件，其他6个发光装置以围绕所述1个发光装置的方式相对于所述保持部件的中心呈旋转对称地配置。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，

所述7个发光装置以如下方式配置于所述保持部件：所述6个发光装置内接于以所述保持部件的中心为中心的假想圆，所述1个发光装置与所述6个发光装置抵接，将所述7个发光装置的发光中心彼此连结起来的多条直线彼此所成的角度彼此相等。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述发光装置由半导体激光器构成，所述半导体激光器具有发光元件和在内部收纳所述发光元件的壳体，

所述光源部具有6个所述发光装置，

所述6个发光装置相对于所述保持部件的中心呈旋转对称，并且以彼此与所述中心等距离的方式配置。

5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的照明装置，其特征在于，

所述控制装置通过使所述光源部绕从所述光源部射出的光的中心轴进行旋转，而使从所述光源部射出的光的偏振状态发生变化。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

所述保持部件为圆形。

7.根据权利要求2～6中的任意一项所述的照明装置，其特征在于，

从所述半导体激光器射出的光的与中心轴垂直的截面形状是具有长轴方向和短轴方向的椭圆形，

所述控制装置将如下姿势设为所述光源部的基准姿势，并且根据所述检测装置的检测结果使所述光源部从所述基准姿势起进行旋转，其中，所述姿势为：使所述光源部旋转至所述长轴方向相对于包含从所述半导体激光器射出的光的中心轴的平面具有规定的角度。

8.根据权利要求2～6中的任意一项所述的照明装置，其特征在于，

从所述半导体激光器射出的光的与中心轴垂直的截面形状是具有长轴方向和短轴方向的椭圆形，

所述控制装置将如下姿势设为所述光源部的基准姿势，并且根据所述检测装置的检测结果使所述光源部从所述基准姿势起进行旋转，其中，所述姿势为：使所述保持部件将所述多个发光装置中的一部分发光装置保持为所述一部分发光装置的所述长轴方向相对于包含从所述半导体激光器射出的光的中心轴的平面具有规定的角度。

9.一种投影仪，其特征在于，

该投影仪具有：

权利要求1～8中的任意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，从而形成图像光；以及

投射光学系统，其投射所述图像光。