CN110678811B - 光源装置和投影型显示设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种有可能减小安装区域并小型化的高亮度光源装置。光源装置包括：光源容纳部(40)，该光源容纳部(40)设置有包括第一容纳层(40a)和第二容纳层(40b)的层结构、被容纳在所述第一容纳层中的发射红色激光的红色光源(44R)和发射蓝色激光的蓝色光源(44B)、被容纳在第二容纳层中的发射绿色荧光的绿色光源(44G)；发射窗口(41)，该发射窗口(41)设置在第二容纳层的一侧；第一光合成器(42)，该第一光合成器(42)将从红色光源发射的红色激光的光路和从蓝色光源发射的蓝色激光的光路合成为一条光路，并且发射第一合成光，其中红色激光和蓝色激光被合成为该第一合成光；以及第二光合成器(43)，该第二光合成器(43)将来自绿色光源的绿色荧光的光路和来自第一光合成器的第一合成光的光路合成为一条光路，并且朝向发射窗口发射第二合成光，其中绿色荧光和第一合成光被合成为该第二合成光。

Description

光源装置和投影型显示设备
技术领域
本发明涉及包含荧光物质和激光光源的光源装置以及其中使用光源装置的投影型显示设备。
背景技术
近年来，出于可靠性、稳定性等原因，已使用诸如激光二极管(LD)或发光二极管(LED)这样的固体光源、其中使用荧光物质的光源等作为投影型显示设备的光源。
在专利文献1中，描述了一种其中使用了包括LED的光源的投影型显示设备。该投影型显示设备具有光源、照明光学系统、积分器元件、图像显示元件和投影光学系统。
光源设置有红色LED阵列、蓝色LED阵列和绿色LED阵列。照明光学系统将来自红色LED阵列的红色光路、来自蓝色LED阵列的蓝色光路和来自绿色LED阵列的绿色光路合成为一条光路。
照明光学系统的发射光(红色、蓝色和绿色)进入积分器元件的入射面。积分器元件包括玻璃棒等，并且进入入射面的光传播穿过该棒以从出射面出射。用积分器元件发射的光(红色、蓝色和绿色)作为照明光照射图像显示元件。依次用红光、蓝光和绿光照射图像显示元件。
图像显示元件包括数字微镜器件(DMD)等，并且来自积分器元件的照明光(红色、蓝色和绿色)被在空间上调制，以依次形成红色图像、蓝色图像和绿色图像。投影光学系统将在图像显示元件中形成的图像(红色、蓝色和绿色)投影到屏幕等上。
然而，使用LED的光源装置的亮度低于使用LD或荧光物质的光源装置的亮度。因此，在需要具有高亮度的投影型显示设备中，利用了其中使用了LD或荧光物质的光源装置。例如，在数字电影投影仪等中，使用了将荧光物质与激光光源组合在一起的高输出光源装置。
在专利文献2中，描述了将荧光物质与激光光源组合在一起的光源装置。该光源装置具有黄色荧光物质、红色激光光源、蓝色激光光源、第一光合成器和第二光合成器。黄色荧光物质接收激发光，以发射黄色荧光。第一光合成器发射第一合成光，其中来自黄色荧光物质的黄色荧光与从红色激光光源发射的红色激光被合成为该第一合成光。第二光合成器发射第二合成光，其中从第一光合成器发射的第一合成光与从蓝色激光光源发射的蓝色激光被合成为该第二合成光。该第二合成光是光源装置的输出光。
其中使用黄色荧光物质的光源、红色激光光源和蓝色激光光源被布置在壳体中的相同平面上。注意的是，还可使用发射绿色荧光的绿色荧光物质取代黄色荧光物质。
现有技术的文献
专利文献
专利文献1：JP2013-238739A
专利文献2：JP2016-224304A
发明内容
技术问题
与其中使用LD或荧光物质的光源装置相比，专利文献1中描述的一种用于投影型显示设备的光源装置的问题在于，光源的亮度较低。
专利文献2中描述的光源装置的亮度高于其中使用LED的光源的亮度，但是有以下问题。
其中使用黄色荧光物质(或绿色荧光物质)的光源、红色激光光源和蓝色激光光源被布置在相同平面(例如，壳体的底表面)上。因此，容纳这些光源的壳体的深度和宽度增加，并且作为结果，安装面积增加。
此外，通常，从荧光物质发射的荧光(黄色荧光或绿色荧光)的发散角大于从红色激光源或蓝色激光源发射的激光的发散角。这里，发散角是光通量的最外侧光线与光轴之间的角度。该发散角越大，光通量直径变得越大。结果，布置在光路上的光学部件(透镜、镜等)的尺寸也增加。第一光合成器和第二光合成器布置在荧光光路上，该光学分量在该光路上扩大。因此，构成这些光合成器的光学部件的尺寸增加，并且最终发生光源装置的扩大。
本发明的目的是提供解决了以上问题并且有可能减小安装面积并小型化的高亮度光源装置和投影型显示设备。
问题的解决方案
为了实现以上目的，根据本发明的一方面，提供了一种光源装置，光源装置包括：
光源容纳部，其设置有包括第一容纳层和第二容纳层的层结构、被容纳在第一容纳层中的发射红色激光的红色光源和发射蓝色激光的蓝色光源、被容纳在第二容纳层中的发射绿色荧光的绿色光源，
发射窗口，该发射窗口设置在第二容纳层的一侧，
第一光合成器，该第一光合成器将从红色光源发射的红色激光的光路和从蓝色光源发射的蓝色激光的光路合成为一条光路，并且发射第一合成光，其中红色激光和蓝色激光被合成为该第一合成光，以及
第二光合成器，该第二光合成器将从绿色光源发射的绿色荧光的光路和从第一光合成器发射的第一合成光的光路合成为一条光路，并且朝向发射窗口发射第二合成光，其中绿色荧光和第一合成光被合成为该第二合成光。
根据本公开的另一方面，提供了一种投影型显示设备，该投影型显示设备包括：
以上的光源装置，
图像形成部，该图像形成部调制光源装置的输出光以形成图像，以及
投影透镜，该投影透镜投影通过图像形成部形成的图像。
根据本公开的又一方面，提供了一种投影型显示设备，该投影型显示设备包括：
第一光源装置和第二光源装置，
光合成器，该光合成器将第一光源装置的输出光的光路和第二光源装置的输出光的光路合成为一条光路，并且发射照明光，其中第一光源装置的输出光和第二光源装置的输出光被合成为该照明光，
图像形成部，该图像形成部调制照明光以形成图像，以及
投影透镜，该投射透镜投影通过图像形成部形成的图像，其中，第一光源装置和第二光源装置中的每个包括：
光源容纳部，该光源容纳部设置有包括第一容纳层和第二容纳层的层结构、被容纳在第一容纳层中的发射红色激光的红色光源和发射蓝色激光的蓝色光源、被容纳在第二容纳层中的发射绿色荧光的绿色光源，发射窗口，该发射窗口设置在第二容纳层的一侧，
第一光合成器，该第一光合成器将从红色光源发射的红色激光的光路和从蓝色光源发射的蓝色激光的光路合成为一条光路，并且发射第一合成光，其中红色激光和蓝色激光被合成为该第一合成光，以及
第二光合成器，该第二光合成器将从绿色光源发射的绿色荧光的光路和从第一光合成器发射的第一合成光的光路合成为一条光路，并且朝向发射窗口发射第二合成光，其中绿色荧光和第一合成光被合成为该第二合成光。
本发明的效果
根据本发明，可提供有可能减小安装面积并小型化的高亮度光源装置。
附图说明
图1是示意性示出根据本发明的第一示例实施例的设置有光源装置的光源系统的透视图。
图2是示出当从上表面看图1中示出的光源装置时的内部结构的示意图。
图3是示出当从侧表面看图1中示出的光源装置时的内部结构的示意图。
图4是示出红色光源单元的构造的示意图。
图5是示出绿色光源单元的构造的示意图。
图6是用于说明第一光合成器的构造的示意图。
图7是示出根据本发明的第一示例实施例的设置有光源装置的投影型显示设备的构造的示意图。
图8是示意性示出根据本发明的第二示例实施例的光源系统的构造的透视图。
图9是用于说明图8中示出的光源系统的操作的示意图。
图10是示出形成在第一图像形成表面上的光源装置的光源图像的示意图。
图11是示出作为反射元件示例的V形镜的示意图。
图12是用于说明当V形镜在垂直于第一图像形成表面的方向上移动时光源图像的变化的示意图。
图13是示出当反射元件被设置成使得在第一光通量和第二光通量中发生渐晕时形成在第一图像形成表面上的合成表面光源的示意图。
图14是示出作为反射元件另一示例的直角棱镜的示意图。
图15是示出当直角棱镜在垂直于第一图像形成表面的方向上移动时光源图像的变化的示意图。
图16A是说明直角棱镜与V形镜的顶角部分之间的位置关系的示意图。
图16B是用于描述在图16A中示出的状态下形成在第一图像形成表面上的光源图像的示意图。
图17是示出设置有图8中示出的光源系统的投影型显示设备的构造的示意图。
图18是示出根据本发明的第三示例实施例的光源装置的构造的示意图。
具体实施方式
现在，将参照附图描述本发明的示例实施例。
(第一示例实施例)
图1是示意性示出根据本发明的第一示例实施例的设置有光源装置的光源系统的透视图。图2是示出当从上表面看图1中示出的光源装置时的内部结构的示意图。图3是示出当从侧表面看图1中示出的光源装置时的内部结构的示意图。注意的是，为了方便起见，图1仅示出了光线中的一些的轨迹。
如图1至图3中所示，光源系统包括光源装置100、中继光学系统130和棒积分器140。
光源装置100包括壳体，壳体设置有第一层(story)和第二层的层结构。光源单元容纳部101设置在第一层中，并且光源单元容纳部102设置在第二层中。在壳体中，还设置导光构件120。
光源单元容纳部101容纳红色光源单元110R和蓝色光源单元110B。光源单元容纳部102容纳绿色光源单元110G。发射窗口103设置在壳体的光源单元容纳部102的一侧。发射窗口103设置在绿色光源单元110G的发射光轴上。
导光构件120将从红色光源单元110R发射的红色激光、从蓝色光源单元110B发射的蓝色激光以及从绿色光源单元110G发射的绿色荧光的相应光路合成为一条光路。导光构件120朝着发射窗口103发射合成光，其中红色激光、蓝色激光和绿色荧光被合成为该合成光。穿过发射窗口103的合成光(红色、蓝色和绿色)经由中继光学系统130供应到棒积分器140的入射面。
棒积分器140是设置有柱状导光件并且其中进入一个表面的光传播穿过导光件以从另一表面出射的光学元件(光均匀化元件)。因此，光在导光件中被多次反射，使得可在出射面上形成均匀的面光源。可使用包括中空内部和包含镜的内表面的光隧道、在诸如玻璃这样的透明材料的多边形棱柱中形成的棒等，作为棒积分器140。
下文中，将详细描述红色光源单元110R、蓝色光源单元110B、绿色光源单元110G和导光构件120的构造。
首先，将描述红色光源单元110R。
图4示出红色光源单元110R的构造。参照图4，红色光源单元110R包括光源部1a和1b、聚光透镜2a和2b、反射镜3a、3b、4a和4b、扩散板5、棒积分器6和透镜7至9。注意的是，为了方便起见，图4仅示出了光线中的一些的轨迹。
光源部1a包括固体光源11a和12a以及反射镜13a。固体光源11a和12a具有相同的结构，并且包括例如输出红色激光的多个激光二极管(LD)。这里，使用了其中在设置有散热部的保持构件上形成(n(行)×m(列))个红色LD的固体光源。
反射镜13a是其中反射区域和透射区域交替布置的条纹结构的镜。例如，条形反射区域以预定间隔气相沉积在透明基板上，使得可形成条形结构的镜。
固体光源11a的LD的每列一对一地对应于反射镜13a的每个透射区域。从固体光源11a的每列的红色LD出射的红色激光穿过反射镜13a的对应透射区域。固体光源12a的红色LD的每列一对一地对应于反射镜13a的每个反射区域。从固体光源12a的每列的红色LD出射的红色激光被反射镜13a的对应反射区域在与透射穿过透射区域的红色激光的行进方向相同的方向上反射。透射穿过透射区域的红色激光和被反射区域反射的红色激光构成光源部1a的输出光。光源部1a的输出光进入聚光透镜2a。
光源部1b包括固体光源11b和12b以及反射镜13b。包括固体光源11b和12b以及反射镜13b的部分构成与以上包括固体光源11a和12a以及反射镜13a的部分中相同的结构。从固体光源11b出射的红色激光透射穿过反射镜13b的每个透射区域。从固体光源12b出射的红色激光被反射镜13b的每个反射区域在与透射穿过透射区域的红色激光的行进方向相同的方向上反射。透射穿过透射区域的红色激光和被反射区域反射的红色激光构成光源部1b的输出光。光源部1b的输出光进入聚光透镜2b。
穿过聚光透镜2a的红色激光接连地穿过反射镜3a和4a以及扩散板5，进入棒积分器6的入射面。类似地，穿过聚光透镜2b的红色激光接连地穿过反射镜3b和4b以及扩散板5，进入棒积分器6的入射面。聚光镜2a和2b以及反射镜3a、3b、4a和4b可以被称为回光装置。
从光源部1a到棒积分器6的入射面的第一光路的长度等于从光源部1b到棒积分器6的入射面的第二光路的长度。聚光透镜2a的聚光角(将由光轴与光通量的最外侧光线所形成的角度被视为θ时，用2θ给出该角度)与聚光透镜2b的聚光角相同。在第一光路中进入棒积分器6的入射面的光通量的中心光线的入射角与在第二光路中进入棒积分器6的入射面的光通量的中心光线的入射角相同。
棒积分器6以与棒积分器140相同的方式包括柱状导光件。可使用光隧道、在诸如玻璃这样的透明材料的多边形棱柱中形成的棒等作为棒积分器6。
聚光透镜2a会聚来自光源部1a的红色激光，并且致使光进入棒积分器6的入射面。聚光透镜2b会聚来自光源部1b的红色激光，并且光进入棒积分器6的入射面。棒积分器6的入射面上的聚光透镜2a和2b可以被配置为使得相应聚光位置变得相同。
透镜7至9构成出射光瞳在无限远处的远心透镜。已穿过该远心透镜的光是红色光源单元110R的输出光(会聚光)。
在图4中示出的红色光源单元110R中，光源部1a和1b被布置为经由棒积分器6彼此面对，但是本发明不限于该示例。当来自光源部1a和1b的光可进入棒积分器6的入射面而不受诸如构成回光装置的镜这样的部件干扰时，光源部1a和1b可布置在围绕棒积分器6的任何位置处。
此外，围绕棒积分器6布置的光源部的数量不限于两个。当来自光源部的光可进入棒积分器6的入射面而不受诸如构成回光装置的镜这样的部件干扰时，三个或更多个光源部可围绕棒积分器6布置。
另外，构成棒积分器6的导光件也可具有锥形的反射面，其中导光部的横截面从入射面朝向出射面增大。
接下来，将描述蓝色光源单元110B的构造。
在蓝色光源单元110B中，与红色光源单元110R不同，未设置诸如棒积分器和回光装置这样的任何光学部件。蓝色光源单元110B包括二维布置的多个蓝色固体光源以及会聚来自这些蓝色固体光源的蓝色光的聚光透镜。蓝色固体光源可以是输出蓝色激光的蓝色LD。蓝色光源单元110B可包括构成远心透镜的透镜。此外，蓝色光源单元110B的透镜中的一些和红色光源单元110R一侧的透镜中的一些可构成远心透镜。
接下来，将详细描述绿色光源单元110G的构造。
图5示出绿色光源单元110G的构造。
参照图5，绿色光源单元110G包括光源部21a和21b、聚光透镜22a和22b、反射镜23a、23b、24a、24b和34、扩散板25、棒积分器26、透镜27至32、二向色镜33和荧光轮35。注意的是，为了方便起见，图5仅示出了光线中的一些的轨迹。
光源部21a和21b是用于激发荧光物质的激发光源，并且发射相同颜色的激发光。
光源部21a包括发射相同颜色的激发光的固体光源211a和212a以及反射镜213a。固体光源211a和212a具有相同的结构，并且设置有例如输出中心波长在蓝色波长区域内的蓝色激光的多个激光二极管(LD)。这里，使用了其中在设置有散热部的保持构件上形成(n(行)×m(列))个蓝色LD的固体光源。
反射镜213a是其中反射区域和透射区域交替布置的条纹结构的镜。例如，条形反射区域以预定间隔气相沉积在透明基板上，使得可形成条形结构的镜。
固体光源211a的蓝色LD的每列一对一地对应于反射镜213a的每个透射区域。从每列的蓝色LD出射的蓝色激光穿过反射镜213a的对应透射区域。固体光源212a的蓝色LD的每列一对一地对应于反射镜213a的每个反射区域。从每列的蓝色LD出射的蓝色激光被反射镜213a的对应反射区域在与透射穿过透射区域的蓝色激光的行进方向相同的方向上反射。透射穿过透射区域的蓝色激光和被反射区域反射的蓝色激光构成光源部21a的输出光。光源部21a的输出光进入聚光透镜22a。
光源部21b包括固体光源211b和212b以及反射镜213b。包括固体光源211b和212b以及反射镜213b的部分是与以上包括固体光源211a和212a以及反射镜213a的部分中相同的结构。从固体光源211b出射的蓝色激光透射穿过反射镜213b的每个透射区域。从固体光源212b出射的蓝色激光被反射镜213b的每个反射区域在与透射穿过透射区域的蓝色激光的行进方向相同的方向上反射。透射穿过透射区域的蓝色激光和被反射区域反射的蓝色激光构成光源部21b的输出光。光源部21b的输出光进入聚光透镜22b。
穿过聚光透镜22a的蓝色激光接连地穿过反射镜23a和24a以及扩散板25，进入棒积分器26的入射面。类似地，穿过聚光透镜22b的蓝色激光接连地穿过反射镜23b和24b以及扩散板25，进入棒积分器26的入射面。
从光源部21a到棒积分器26的入射面的第一光路的长度等于从光源部21b到棒积分器26的入射面的第二光路的长度。聚光透镜22a的聚光角与聚光透镜22b的聚光角相同。在第一光路中进入棒积分器26的入射面的光通量的中心光线的入射角与在第二光路中进入棒积分器26的入射面的光通量的中心光线的入射角相同。
棒积分器26以与棒积分器140相同的方式包括柱状导光件。可使用光隧道、在诸如玻璃这样的透明材料的多边形棱柱中形成的棒等作为棒积分器26。
聚光透镜22a会聚来自光源部21a的激光，使得光进入棒积分器26的入射面。聚光透镜22b会聚来自光源部21b的激光，使得光进入棒积分器26的入射面。棒积分器26的入射面上的聚光透镜22a和22b可以被配置为使得相应聚光位置变得相同。
在从棒积分器26的出射面出射的蓝色激光(蓝色激发光)的行进方向上，以此顺序布置透镜27和28以及二向色镜33。透镜27和28是聚光透镜。二向色镜33具有在可见光的波长区域中反射蓝色的波长区域的光并且透射另一波长区域的光的反射和透射特性。来自棒积分器26的蓝色激光穿过透镜27和28，并且然后被二向色镜33反射。
在来自二向色镜33的蓝色激光(反射光)的行进方向上，以此顺序布置透镜29至31以及荧光轮35。透镜29至31是聚光透镜。
荧光轮35具有可旋转的圆形基板以及在该圆形基板上沿着圆周方向形成的荧光部。圆形基板的中心部分由旋转马达的输出轴支撑。旋转电机旋转圆形基板。荧光部包含可被来自二向色镜33的蓝色激光激发的荧光物质。发射绿色荧光的绿色荧光物质被用作荧光物质。
来自二向色镜33的蓝色激光穿过透镜29至31，并且然后进入荧光轮35的荧光部。从荧光部发射的绿色荧光(发散光)穿过透镜29和30。穿过透镜29和30的绿色荧光透射穿过二向色镜33。在来自二向色镜33的绿色荧光(透射光)的行进方向上，以此顺序布置透镜32和反射镜34。透镜32是聚光透镜。
在透镜27至32中，透镜27至31将从棒积分器26的出射面出射的蓝色激光会聚到荧光轮35的荧光部上。此外，透镜29至32起作用以会聚从荧光部发射的绿色荧光(发散光)。穿过透镜32的绿色荧光被反射镜34反射。来自反射镜34的反射光(绿色荧光)是绿色光源单元110G的输出光(会聚光)。可以在穿过透镜32的绿色荧光的光路上设置用于获得平行光通量的透镜或用于调节光通量直径的透镜。
接下来，将详细描述导光构件120的构造。
导光构件120包括：第一光合成器，该第一光合成器将从红色光源单元110R发射的红色激光的光路和从蓝色光源单元110B发射的蓝色激光的光路合成为一条光路；以及第二光合成器，其将从第一光合成器发射的合成光(红色和蓝色)的光路和从绿色光源单元110G发射的绿色荧光的光路合成为一条光路。
首先，将详细描述导光构件120的第一光合成器的构造。
图6示意性示出从上表面侧看时第一光合成器的构造。如图6中所示，第一光合成器包括镜121和123以及二向色镜122。
红色光源单元110R的发射光轴与蓝色光源单元110B的发射光轴彼此平行。镜121被设置成与蓝色光源单元110B的发射光轴成45°角。从蓝色光源单元110B发射的蓝色激光以约45°的入射角进入镜121。镜121反射蓝色激光。
作为来自镜121的反射光的蓝色激光的光路垂直于从红色光源单元110R发射的红色激光的光路。二向色镜122设置在这些光路的交叉处。
二向色镜122具有在可见光的波长区域中反射红色的波长区域的光并且透射另一波长区域的光的反射和透射特性。来自镜121的蓝色激光透射穿过二向色镜122。来自红色光源单元110R的红色激光被二向色镜122反射。透射穿过二向色镜122的蓝色激光和被二向色镜122反射的红色激光沿着相同光路进入镜123。镜123将作为来自二向色镜122的合成光的红色激光和蓝色激光朝向第二光合成器反射。
接下来，将详细描述第二光合成器的构造。
第二光合成器包括图3中示出的镜124、透镜125、扩散板126和二向色镜127。
来自第一光合成器的镜123的合成光(红色和蓝色)进入镜124。镜124设置在第一层中，并且将来自镜123的合成光(红色和蓝色)朝向第二层反射。镜124的反射方向与例如垂直方向一致。
扩散板126和二向色镜127在由镜124、透镜125反射的合成光(红色和蓝色)的行进方向上以此顺序布置。来自镜124的合成光(红色和蓝色)依次穿过透镜125和扩散板126，进入二向色镜127。
穿过扩散板126的合成光(红色和蓝色)的光路垂直于从绿色光源单元110G发射的绿色荧光的光路。二向色镜127设置在这些光路的交叉处。二向色镜127具有在可见光的波长区域中透射绿色的波长区域的光而反射另一波长区域的光的反射和透射特性。
来自绿色光源单元110G的绿色荧光透射穿过二向色镜127。来自扩散板126的合成光(红色和蓝色)被二向色镜127反射。作为来自二向色镜127的反射光的合成光(红色和蓝色)和来自二向色镜127的透射光的绿色荧光沿着相同光路进入图1中示出的发射窗口103。即，从发射窗口103发射合成光，其中红色激光、蓝色激光和绿色荧光被合成为该合成光。
在以上的第二光合成器中，扩散板126对于红色光源单元110R和蓝色光源单元110B是共用的。为了防止斑点，可使扩散板126振动。
此外，透镜125是调节透镜，用于进行调节使得进入二向色镜127的合成光(红色和蓝色)的光通量直径与进入二向色镜127的绿色荧光的光通量直径对准。在二向色镜127中，合成光(红色和蓝色)和绿色荧光二者是会聚光，并且因此，二向色镜127的尺寸可减小。
再次参照图1。发射窗口103的发射光(红色、蓝色和绿色)经由中继光学系统130进入棒积分器140的入射面。中继光学系统130包括镜132和133以及透镜131和134。透镜131和134是中继透镜。
发射窗口103的发射光(红色、蓝色和绿色)经由透镜131进入镜132。镜132被设置成与透镜131的光轴成45°角。透镜131的发射光(红色、蓝色和绿色)以约45°的入射角进入镜132。镜132将透镜131的发射光在从第二层朝向第一层的方向(例如，垂直方向)上反射。
来自镜132的反射光(红色、蓝色和绿色)进入镜133。镜133、透镜134和棒积分器140布置在与第一层对应的高度处。镜133将反射光(红色、蓝色和绿色)从镜132朝向棒积分器140反射。来自镜133的反射光(红色、蓝色和绿色)经由透镜134进入棒积分器140的入射面。
根据上述光源装置100，产生以下效果。
红色光源单元110B和蓝色光源单元110R被容纳在第一层的光源单元容纳部101中，并且绿色光源单元110G被容纳在第二层的光源单元容纳部102中。与所有光源单元都布置在相同平面上的一层结构相比，根据其中光源单元以分开方式被容纳在第一层和第二层中的这种层结构(两层结构)，壳体的深度和宽度可减小并且安装面积可减小。
此外，在导光构件120中，第一合成器合成红色激光和蓝色激光，并且第二合成器合成来自第一合成器的合成光(红色和蓝色激光)和绿色荧光。在这种情况下，构成第一合成器的镜121和123以及二向色镜122中的每个设置在具有发散角小于绿色荧光的发散角的激光的光路上。因此，镜121和123以及二向色镜122的大小可减小。
类似地，在构成第二光合成器的镜124、透镜125、扩散板126和二向色镜127当中，镜124、透镜125和扩散板126也布置在激光的光路上。因此，镜124、透镜125和扩散板126的大小可减小。
此外，进入二向色镜127的合成光(红色和蓝色)和绿色荧光二者是会聚光。因此，二向色镜127的大小可减小。
注意的是，可以在第一层中设置发射窗口103，使得在第一层中红色激光和蓝色激光被合成为的合成光和绿色荧光可被合成。然而，在这种情况下，需要用于将绿色荧光从第二层引导到第一层的诸如镜这样的导光构件，并且因此，出现以下问题。
通常，认为人眼感到绿光最强并且光源的亮度受绿光的影响最大。在诸如透镜或镜这样的导光构件中，产生百分之几的光损失，并且因此，将导光构件设置在对亮度影响最大的绿色光路中并不是优选的。
此外，绿色荧光的发散角大于激光的发散角。因此，当导光构件被设置在荧光光路中时，需要增加导光构件的大小。导光构件的大小增加致使光源装置扩大。
接下来，将描述设置有光源装置100的投影型显示设备的构造。
图7是示出设置有光源装置100的投影型显示设备的构造的示意图。
参照图7，投影型显示设备包括光源装置100、中继光学系统130、棒积分器140、照明光学系统150、棱镜部160、数字微镜器件(DMD)161和投影透镜170。已经描述了光源装置100、中继光学系统130和棒积分器140，并且这里，省略了对这些构造的具体描述。
从棒积分器140的出射面发射的光(红色、蓝色和绿色)经由照明光学系统150进入棱镜部160。照明光学系统150包括透镜151、152和154以及镜153。棱镜部160包括全内反射(TIR)棱镜和设置有二向色膜的分色合成棱镜。棱镜部160具有入射面、出射面以及第一侧表面至第三侧表面。第一DMD至第三DMD 161分别布置在第一侧表面至第三侧表面上。
来自照明光学系统150的照明光进入棱镜部160的入射面。在棱镜部160中，进入入射面的光被分成红光、蓝光和绿光。从第一侧表面向第一DMD 161照射红光。从第二侧表面向第二DMD 161照射蓝光。从第三侧表面向第三DMD 161照射绿光。透镜151、152和154将形成在棒积分器140的出射面上的光源图像形成到第一DMD至第三DMD 161的相应图像形成表面上。
第一DMD 161调制红光，以形成红色图像。第二DMD 161调制蓝光，以形成蓝色图像。第三DMD 161调制绿光，以形成绿色图像。红色图像光从第一DMD 161进入第一侧表面。蓝色图像光从第二DMD161进入第二侧表面。绿色图像光从第三DMD 161进入第三侧表面。进入第一侧表面至第三侧表面的红色图像光、蓝色图像光和绿色图像光分别从出射面朝向投影透镜170发射。
投影透镜170将红色图像光、蓝色图像光和绿色图像光放大并投影到未示出的投影表面上。
根据上述投影型显示设备，光源装置100被构造为两层结构，并且因此产生以下效果。
当比较光源装置100、中继光学系统130、棒积分器140、照明光学系统150、棱镜部160、DMD 161和投影透镜170的相应的高度时，棱镜部160最高。这里，高度是从投影型显示设备的壳体底表面起算的高度。投影型显示设备的壳体的高度被设置为棱镜部160的高度。因此，在其中设置有诸如光源装置100这样的另一构件的空间中，在上部中存在无效空间(dead space)。在光源装置100中，通过利用上部的无效空间而不致使壳体在高度方向上扩大来实现两层结构。因此，光源装置100被构造成两层结构，使得有可能减小投影型显示设备本身的安装面积并且使其小型化。
此外，在光源装置100的第二层中设置发射窗口103，并且杆积分器140被设置在第一层的高度处。根据这种结构，可在发射窗口103的光轴与棒积分器140的光轴之间获得大间隔，并且因此，布置中继光学系统130的相应元件的自由度增加。注意的是，当发射窗口103的光轴与棒积分器140的光轴之间的间隔小时，镜132和133与透镜131和134的光学构件可能相互妨碍，或者在光学构件中的一些中可能出现渐晕。
(第二示例实施例)
图8是示意性示出根据本发明的第二示例实施例的光源系统的透视图。
参照图8，光源系统包括两个光源装置100a和100b、第一光学系统51、第二光学系统56和棒积分器140。光源装置100a和100b中的每个与在第一示例实施例中描述的光源装置100相同。棒积分器140与第一示例实施例中描述的相同。
光源装置100a的发射光(红色、蓝色和绿色)和光源装置100b的发射光(红色、蓝色和绿色)经由第一光学系统51和第二光学系统56进入棒积分器140的入射面。第一光学系统51包括透镜81a、81b、83a和83b、镜82a和82b以及反射元件53。第二光学系统56包括透镜91、93和95以及镜92和94。
光源装置100a的发射光经由透镜81a进入镜82a。镜82a被设置成与透镜81a的光轴成45°角。透镜81a的发射光(红色、蓝色和绿色)以约45°的入射角进入镜82a。镜82a将透镜81a的发射光朝向透镜83a反射。来自镜82a的反射光经由透镜83a进入反射元件53。这里，透镜81a和83a以及光源装置100a中的透镜可构成第一双远心光学系统。双重远心光学系统意指其中光轴和主光线在物侧和像侧二者平行的远心光学系统。
光源装置100b的发射光经由透镜81b进入镜82b。镜82b被设置成与透镜81b的光轴成45°角。透镜81b的发射光(红色、蓝色和绿色)以约45°的入射角进入镜82b。镜82b将镜82b的发射光朝向透镜83b反射。来自镜82b的反射光经由透镜83b进入反射元件53。这里，光源装置100b中的透镜81b和83b以及透镜可构成第二双远心光学系统。
下文中，将描述光源系统的操作。
图9是用于说明图8中示出的光源系统的操作的示意图。
第一光学系统51在第一图像形成表面55上的不同区域中形成光源装置100a和100b的光源图像。第一光学系统51包括反射元件53。光源装置100a的光源图像是其中红色光源单元110R、蓝色光源单元110B和绿色光源单元110G的相应光源图像相互叠加的光学图像。这里，红色光源单元110R的光源图像是在图4中示出的棒积分器6的出射面上形成的光源图像。蓝色光源单元110B的光源图像是二维布置的蓝色固体光源的光源图像。绿色光源单元110G的光源图像是作为图5中示出的荧光轮35的荧光物质部上的荧光发射区域(激发光斑的区域)的表面光源的光源图像。
反射元件53设置有被设置成彼此形成直角的第一反射面53a和第二反射面53b。包括透镜81a和83a的第一双远心光学系统经由第一反射面53a在第一图像形成表面55上形成光源装置100a的光源图像。包括透镜81b和83b的第二双远心光学系统经由第二反射面53b在第一图像形成表面55上形成光源装置100b的光源图像。
第一双远心光学系统和第二双远心光学系统具有相同的结构，并且被布置为使得出射面经由反射元件53彼此面对。来自第一双远心光学系统的第一光通量的光轴与来自第二双远心光学系统的第二光通量的光轴在相同轴上匹配。
虚拟图像形成表面54指示在没有插入第一双远心光学系统和第二双远心光学系统相应的第一反射面53a和第二反射面53b的状态下的图像形成表面。虚拟图像形成表面54和第一图像形成表面55彼此垂直。
第一反射面53a与虚拟图像形成表面54所形成的角度为45°，并且来自第一双远心光学系统的光通量的光轴与第一反射面53a所形成的角度为45°。类似地，第二反射面53b与虚拟图像形成表面54所形成的角度也为45°，并且来自第二双远心光学系统的光通量的光轴与第二反射面53a所形成的角度也为45°。第一反射面53a和第二反射面53b将来自第一双远心光学系统的第一光通量和来自第二双远心光学系统的第二光通量在相同方向上反射。
第一双远心光学系统、第二双远心光学系统和反射元件53被布置成，使得合成表面光源具有预定形状(例如，预定纵横比)。这里，预定形状是其中考虑了光学扩展量并且可提高棒积分器140的光学系统和其后的光学系统中的光利用效率的形状。导光部57a的出射面57c的形状(纵横比)与图像形成表面的形状(纵横比)大体匹配。
这里，将简要描述光学扩展量。
通常，在投影仪中，存在由光通量的横截面与发散角(由光确定的立体角)的乘积所定义的称为光学扩展量的约束。为了高效利用来自光源的光作为投影光，必须将照射侧的光学扩展量设定为小于或等于接收侧的光学扩展量。通过光源的面积与从光源出射的光的发散角的乘积值给出照射侧的光学扩展量，而通过显示元件的面积将与由投影透镜的F数确定的接受角(立体角)的乘积值给出接受侧的光学扩展量。
来自第一双远心光学系统的第一光通量的光轴与来自第二双远心光学系统的第二光通量的光轴位于相同轴上。当从与第一反射面53a和第二反射面53b垂直的表面垂直的方向看时，作为第一反射面53a和第二反射面53b的接合部的顶角部分可设置在第一光通量和第二光通量的最外侧周边部分的光轴侧。在这种情况下，在顶角部分中的第一光通量和第二光通量中产生渐晕，使得能够实现光利用效率的提高。
第二光学系统56在导光部57a的入射面57b上形成合成面光源的图像，该图像包括形成在第一图像形成表面55上的光源装置100a和100b中的每个的光源图像。第二光学系统56可包括第三双远心透镜光学系统。
图10示意性示出在第一图像形成表面55上形成的光源装置100a和100b的光源图像。在图10中，光源图像58a是光源装置100a的光源图像，并且光源图像58b是光源装置100b的光源图像。光源图像58a和58b具有相互线性对称的形状。光源图像58a和58b以间隔d形成。合成面光源58包括光源图像58a和58b。合成面光源58在水平方向上的尺寸H与在垂直方向上的尺寸V的比率(H:V)是纵横比。第一双远心光学系统和第二双远心光学系统以及反射元件53被布置成，使得该纵横比变为能提高棒积分器140的光学系统和其后的光学系统中的光利用效率的这种预定纵横比。
根据本示例实施例的光源系统，产生了实现高亮度并提高光利用效率的效果。
下文中，将描述本示例实施例的光源系统的具体构造。
在本示例实施例的光源系统中，反射元件53可由V形镜或直角棱镜构成。
图11示意性示出作为反射元件53的示例的V形镜。该V形镜包括两个反射部60a和60b，反射部60a和60b被设置成使得相互反射面形成直角。在反射部60a和60b中的每个的与虚拟图像形成表面54侧相对的表面上形成反射面，并且由该反射面与虚拟图像形成表面54(或第一图像形成表面55)形成的角为45°。
图12示意性示出当V形镜在垂直于第一图像形成表面55的方向上移动时光源图像58a和58b中的变化。在图12中，实心箭头线A1指示第一双远心光学系统的光轴(第一光通量的主光线)，并且实心箭头线A2指示第二双远心光学系统的光轴(第二光通量的主光线)。附图标记Z1和Z2指示从光轴A1在反射面上的反射部60a的交叉点到虚拟图像形成表面54的距离，并且附图标记Z1’和Z2’指示从光轴A1在反射面上的反射部60a的交点到第一图像形成表面55的距离。
在图12的左侧，示出了当Z1＝Z1’时形成的光源图像58a和58b，并且在图12的右侧，示出了当Z2(>Z1)＝Z2’时形成的光源图像58a和58b。与Z1＝Z1’的情况相比，在Z2(>Z1)＝Z2’的情况下，光源图像58a和58b中的每个的面积(光斑大小)增大，并且光源图像58a和58b之间的间隔扩宽。
当反射元件53在垂直于第一图像形成表面55的方向上移动时，产生以下条件：
(1)第一光通量和第二光通量进入反射部60a和60b(或第一图像形成表面55)的入射角不改变。
(2)在第一图像形成表面55上的光源装置100a和100b的光源图像58a和58b的图像形成性能不改变。
(3)当在顶角部分发生渐晕时，光源图像58a和58b的面积减小。
(4)合成面光源58在水平方向上的宽度H以及光源图像58a和58b之间的间隔D与反射元件53在垂直方向上的移动量的两倍成比例。
考虑到以上状况，第一双远心光学系统和第二双远心光学系统以及反射元件53被布置成，使得合成面光源58具有使得能提高棒积分器140的光学系统和其后的光学系统中的光利用效率的预定形状。具体地，反射元件53被设置成，使得在反射部60a和60b的顶角处的第一光通量和第二光通量中出现渐晕。
图13示意性示出当反射元件53被设置成使得在第一光通量和第二光通量中出现渐晕时形成在第一图像形成表面55上的合成面光源58。因此，反射元件53被设置成，使得在第一光通量和第二光通量中出现渐晕，使得光源图像58a和58b之间的间隔D可尽可能地减小。因此，合成面光源58被形成为预定形状，并且光源图像58a和58b之间的间隔D减小，使得可将由于光学扩展量的限制引起的光利用效率的劣化最小化。结果，可实现高亮度。
下文中，将具体描述作为反射元件53的示例的DMD中的渐晕与光学扩展量之间的关系。
当DMD的微镜的偏转角为θ时，如下用式1给出投影透镜的F值(F数)：
Fno＝1/(2×sinθ)(等式1)
例如，当微镜以偏转角±12°操作时，由上述等式1得出Fno＝2.40486(几乎等于F/2.4)。当Fno改变时，亮度以改变的比率平方而改变。在现有的1.38型大小的DMD中，F/2.5(几乎等于11.5°或更小)。因此，下文中，将以F/2.5为示例进行描述。
如下用式2给出光学扩展量：
E＝π×A×sin2θ＝π×A÷4Fno 2(等式2)，
其中，A是DMD的面积(图像形成表面的面积)，并且θ是微镜的偏转角。1.38型大小的DMD的水平方向(H)上的尺寸为30.96mm，并且垂直方向(V)上的尺寸为16.33mm(A＝505.66mm2)。在上述的等式2中，当F/2.5时，E＝63.54。因此，使形成在第一图像形成表面55上的面光源的面积与从该面光源发射的光的发散角(立体角)的乘积值接近63.54，使得能高效地利用来自光源的光。
在本示例实施例中，为了使光利用效率的劣化最小化，如图13中所示，引起渐晕。因此，可将合成面光源58的尺寸H和V分别设置为14.0mm和7.6mm，并且可得到E＝67.5(假定3％的光被切断从而有渐晕)。该光学扩展量值67.5接近以上的光学扩展量值63.54。
注意的是，当反射元件53被设置成使得不发生渐晕时，获得E＝94.5，并且该值明显地偏离以上光学扩展量值63.54。
当E＝67.5时DMD在图像形成表面上的角度为11.9°。另一方面，当E＝94.5时DMD在图像形成表面上的角度为14.1°。当这些角度被转换成F数以获得亮度比率时，在E＝67.5的情况下，亮度增加高达约29％。
如上所述，反射元件53引起渐晕，使得可使由于光学扩展量的限制引起的光利用效率的劣化最小化，并且可实现高亮度。
接下来，将描述反射元件53的另一示例。
图14示意性示出作为反射元件53的另一示例的直角棱镜。直角棱镜61具有彼此形成直角的反射面61a和61b。由反射面61a和虚拟图像形成表面54(或第一图像形成表面55)形成的角度为45°。由反射面61b和虚拟图像形成表面54(或第一图像形成表面55)形成的角度也为45°。
图15示意性示出当直角棱镜61在垂直于第一图像形成表面55的方向上移动时光源图像58a和58b中的变化。在图15中，实心箭头线A1指示第一双远心光学系统52a的光轴(第一光通量的主光线)，并且实心箭头线A2指示第二双远心光学系统52b的光轴(第二光通量的主光线)。附图标记Z1和Z2指示从光轴A1在反射面61a上的交叉点到虚拟图像形成表面54的距离，并且附图标记Z1’和Z2’指示从光轴A1在反射面61a上的交点到第一图像形成表面55的距离。
在图15的左侧，示出了当Z1＝Z1’时形成的光源图像58a和58b，并且在图15的右侧，示出了当Z2(>Z1)＝Z2’时形成的光源图像58a和58b。类似于图12中示出的V形镜，与Z1＝Z1’的情况相比，在Z2(>Z1)＝Z2’的情况下，光源图像58a和58b中的每个的面积(光斑大小)增大，并且光源图像58a和58b之间的间隔扩宽。
第一双远心光学系统和第二双远心光学系统以及直角棱镜61被布置成，使得合成面光源58具有使得能提高棒积分器140的光学系统和其后的光学系统中的光利用效率的预定形状。具体地，直角棱镜61被设置成，使得在反射面61a和60b的顶角处的第一光通量和第二光通量中出现渐晕。
另外，在使用上述直角棱镜61的情况下，以与使用V形镜的情况相同的方式产生操作和效果。
此外，与使用V形镜的情况相比，在使用直角棱镜61的情况下产生如下这样的效果。
图16A示意性示出在发生渐晕的状态下以预定形状(尺寸)形成合成面光源58时直角棱镜61的顶角部分与V形镜之间的位置关系。
图16B示意性示出了在图16A中示出的状态下形成在第一图像形成表面55上的光源图像58a和58b。
直角棱镜61的顶角部分是直角表面，而V形镜的顶角部分(反射部60a和60b的接合部)没有成为直角表面。因此，如图16A中所示，直角棱镜61的顶角部分位于第一图像形成表面55侧，达到在第一图像形成表面55的方向上距V形镜的反射部60a和60b的接合部起算的高度d1。结果，如图16B中所示，在使用直角棱镜61的情况下的光源图像58a和58b(虚线)变得比在使用V形镜的情况下的光源图像58a和58b(实线)大。在使用直角棱镜61的情况下以及在使用V形镜的情况下，合成面光源58的尺寸不变，但是光源图像58a和58b(实线)扩大。因此，能更有效地接受光，并且能进一步提高光利用效率。
接下来，将描述设置有上述光源系统的投影型显示设备的构造。
图17是示出设置有图8中示出的光源系统的投影型显示设备的构造的示意图。
参照图17，投影型显示设备包括光源装置100a和100b、第一光学系统51、第二光学系统56、棒积分器140、照明光学系统150、棱镜部160、DMD 161和投影透镜170。在第一示例实施例中描述了照明光学系统150、棱镜部160、DMD 161和投影透镜170。
从棒积分器140的出射面发射的光(红色、蓝色和绿色)经由照明光学系统150进入棱镜部160。在棱镜部160中，来自照明光学系统150的照明光被分成红光、蓝光和绿光。向第一DMD 161照射红光。向第二DMD 161照射蓝光。向第三DMD 161照射绿光。
第一DMD 161调制红光，以形成红色图像。第二DMD 161调制蓝光，以形成蓝色图像。第三DMD 161调制绿光，以形成绿色图像。来自第一DMD 161的红色图像光、来自第二DMD161的蓝色图像光和来自第三DMD 161的绿色图像光经由棱镜部160进入投影透镜170。投影透镜170将红色图像光、蓝色图像光和绿色图像光放大并投影到未示出的投影表面上。
根据上述投影型显示设备，可通过使用两个光源装置100a和100b来实现高亮度。
此外，两个光源装置100a和100b中的每个都具有两层结构，并且因此，与使用一层结构的两个光源装置的情况相比，可实现投影型显示设备的小型化和安装面积的减小。
(第三示例实施例)
图18是示出作为本发明的第三示例实施例的光源装置的构造的示意图。
如图18中所示，光源装置包括光源容纳部40、发射窗口41、第一光合成器42和第二光合成器43。光源容纳部40设置有包括第一容纳层40a和第二容纳层40b的层结构。在第一容纳层40a中，容纳发射红色激光的红色光源44R和发射蓝色激光的蓝色光源44B。在第二容纳层40b中，容纳发射绿色荧光的绿色光源44G。发射窗口41设置在第二容纳层40b侧。
第一光合成器42将从红色光源44R发射的红色激光的光路和从蓝色光源44B发射的蓝色激光的光路合成为一条光路。第一光合成器42发射第一合成光，其中红色激光和蓝色激光被合成为该第一合成光。
第二光合成器43将从绿色光源44G发射的绿色荧光的光路和从第一光合成器42发射的第一合成光的光路合成为一条光路。第二光合成器43朝着发射窗口41发射第二合成光，其中绿色荧光和第一合成光被合成为该第二合成光。
根据本示例实施例的光源系统的光源装置，产生以下效果。
在第一容纳层40a中，容纳红色光源44R和蓝色光源44B，并且在第二容纳物层40b中，容纳绿色光源44G。与所有光源单元都布置在相同平面上的一层结构相比，根据这种层结构(两层结构)，壳体的深度和宽度可减小并且安装面积可减小。
此外，第一光合成器42合成红色激光和蓝色激光。在这种情况下，构成第一光合成器42的光学构件(镜、二向色镜和其他)布置在具有发散角小于绿色荧光的发散角的激光的光路上。因此，光学构件的尺寸可减小。
注意的是，在图18中示出的示例中，认为第一容纳层40a是第一层并且第二容纳层40b是第二层，但是本发明不限于该示例。第一容纳层40a可以是第二层，并且第二容纳层40b可以是第一层。
此外，可在第二合成光的光路上设置扩散板。
另外，在第二合成光的光路上，可设置光通量直径调节透镜，以将第二合成光的光通量直径调节为绿色荧光的光通量直径。
接下来，将描述本示例实施例的设置有光源装置的投影型显示设备。
投影型显示设备包括本示例实施例的光源装置、对光源装置的输出光进行调制以形成图像的图像形成部以及对由图像形成部形成的图像进行投影的投影透镜。
以上投影型显示设备还可包括将光源装置的输出光引导到图像形成部的光学系统。在这种情况下，图像形成部可包括第一显示元件至第三显示元件，并且光学系统可包括：棒积分器，该棒积分器包括棱柱形柱状棒部分并且其中进入一个表面的光传播通过棒从另一表面出射；中继光学系统，光源装置的输出光经由其进入棒积分器的一个表面；以及棱镜部，该棱镜部将从棒积分器的另一表面发射的光朝向图像形成部反射，并且将来自图像形成部的图像光朝向投影透镜发射。容纳光源装置、图像形成部、投影透镜和光学系统的壳体的底表面可被定义为参考表面，并且从光源装置的参考表面起算的高度可低于从棱镜部的参考表面起算的高度。
另一投影型显示设备设置有本示例实施例的两个光源装置。具体地，投影型显示设备包括：第一光源装置和第二光源装置；光合成器，该光合成器将第一光源装置的输出光的光路和第二光源装置的输出光的光路合成为一条光路，并且发射照明光，其中第一光源装置的输出光和第二光源装置的输出光被合成为该照明光；图像形成部，该图像形成部调制照明光以形成图像；以及投影透镜，该投影透镜投影通过图像形成部形成的图像。第一光源装置和第二光源装置中的每个包括图18中示出的构造。
附图标记的说明
40光源容纳部
40R红色光源
40B蓝色光源
40G蓝色光源
41发射窗口
42第一光合成器
43第二光合成器

Claims (11)

1.一种光源装置，包括：
光源容纳部，所述光源容纳部设置有包括第一容纳层和第二容纳层的层结构，其中所述第一容纳层是第一层，所述第二容纳层是第二层；
发射红色激光的红色光源，所述红色光源被容纳在所述第一容纳层中；
发射蓝色激光的蓝色光源，所述蓝色光源被容纳在所述第一容纳层中；以及
发射绿色荧光的绿色光源，所述绿色光源被容纳在所述第二容纳层中，
其中，下述合成光与从所述绿色光源发射的所述绿色荧光被合成，其中从所述红色光源发射的所述红色激光与从所述蓝色光源发射的所述蓝色激光被合成为所述合成光，
其中，所述光源装置还包括布置在所述第一容纳层中的镜子，所述镜子被配置成将所述合成光朝着所述第二层反射。
2.根据权利要求1所述的光源装置，还包括：
第一光合成器，所述第一光合成器将从所述红色光源发射的所述红色激光的光路和从所述蓝色光源发射的所述蓝色激光的光路合成为一个光路，并且发射第一合成光，其中所述红色激光和所述蓝色激光被合成为所述第一合成光，以及
第二光合成器，所述第二光合成器将从所述绿色光源发射的所述绿色荧光的光路和从所述第一光合成器发射的所述第一合成光的光路合成为一个光路，并且发射第二合成光，其中所述绿色荧光和所述第一合成光被合成为所述第二合成光。
3.根据权利要求2所述的光源装置，还包括设置在所述第二容纳层的一侧的发射窗口，其中，所述第二光合成器朝向所述发射窗口发射所述第二合成光。
4.根据权利要求2或3所述的光源装置，其中，所述第二容纳层设置在所述第一容纳层上。
5.根据权利要求2或3所述的光源装置，还包括在所述第二合成光的光路上的扩散板。
6.根据权利要求2或3所述的光源装置，还包括光通量直径调节透镜，所述光通量直径调节透镜设置在所述第一合成光的所述光路上，以将所述第一合成光的光通量直径调节为所述绿色荧光的光通量直径。
7.一种投影型显示设备，包括：
根据权利要求1所述的光源装置，
图像形成部，所述图像形成部调制所述光源装置的输出光以形成图像，以及
投影透镜，所述投影透镜投影通过所述图像形成部形成的所述图像。
8.根据权利要求7所述的投影型显示设备，还包括将所述光源装置的输出光引导到所述图像形成部的光学系统，
其中，所述图像形成部包括第一显示元件至第三显示元件，并且
所述光学系统包括棒积分器，所述棒积分器包括棱柱形棒部分并且在所述棒积分器中进入一个表面的光传播通过棒以从另一表面出射，
中继光学系统，所述光源装置的所述输出光经由所述中继光学系统进入所述棒积分器的所述一个表面，以及
棱镜部，所述棱镜部将从所述棒积分器的所述另一表面发射的光朝向所述图像形成部反射，并且将来自所述图像形成部的图像光朝向所述投影透镜发射，并且
容纳所述光源装置、所述图像形成部、所述投影透镜和所述光学系统的壳体的底表面被定义为参考表面，并且从所述光源装置的所述参考表面起的高度低于从所述棱镜部的所述参考表面起的高度。
9.一种投影型显示设备，包括：
第一光源装置和第二光源装置，
光合成器，所述光合成器将所述第一光源装置的输出光的光路和所述第二光源装置的输出光的光路合成为一个光路，并且发射照明光，其中所述第一光源装置的所述输出光和所述第二光源装置的所述输出光被合成为所述照明光，
图像形成部，所述图像形成部调制所述照明光以形成图像，以及
投影透镜，所述投影透镜投影通过所述图像形成部形成的所述图像，
其中，所述第一光源装置和所述第二光源装置中的每个包括：
光源容纳部，所述光源容纳部设置有包括第一容纳层和第二容纳层的层结构，其中所述第一容纳层是第一层，所述第二容纳层是第二层；
发射红色激光的红色光源，所述红色光源被容纳在所述第一容纳层中；
发射蓝色激光的蓝色光源，所述蓝色光源被容纳在所述第一容纳层中；以及
发射绿色荧光的绿色光源，所述绿色光源被容纳在所述第二容纳层中，
其中，下述合成光与从所述绿色光源发射的所述绿色荧光被合成，其中从所述红色光源发射的所述红色激光与从所述蓝色光源发射的所述蓝色激光被合成为所述合成光,
其中，所述光源装置还包括布置在所述第一容纳层中的镜子，所述镜子被配置成将所述合成光朝着所述第二层反射。
10.根据权利要求9所述的投影型显示设备，其中，所述第一光源装置和所述第二光源装置中的每个还包括：
第一光合成器，所述第一光合成器将从所述红色光源发射的所述红色激光的光路和从所述蓝色光源发射的所述蓝色激光的光路合成为一个光路，并且发射第一合成光，其中所述红色激光和所述蓝色激光被合成为所述第一合成光，以及
第二光合成器，所述第二光合成器将从所述绿色光源发射的所述绿色荧光的光路和从所述第一光合成器发射的所述第一合成光的光路合成为一个光路，并且发射第二合成光，其中所述绿色荧光和所述第一合成光被合成为所述第二合成光。
11.根据权利要求10所述的投影型显示设备，其中，所述第一光源装置和所述第二光源装置中的每个还包括设置在所述第二容纳层的一侧的发射窗口，其中，所述第二光合成器朝向所述发射窗口发射所述第二合成光。
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