CN110764357A - 一种光源装置以及投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光源装置以及投影显示装置，该光源装置能够抑制由于荧光体的过度升温而导致的发光输出效率的降低，并且小型、功耗低、亮度高、且色纯度高。该光源装置具有：荧光体，设置于旋转体的表面；激发光源，具有二维排列的多个发光器件和与各发光器件对应设置的准直透镜，并输出用于激发所述荧光体的激发光；二向色镜，反射来自所述激发光源的激发光，并透射来自所述荧光体的荧光；聚光透镜组，配置在所述二向色镜与所述荧光体之间；以及透镜阵列，配置在所述激发光源与所述二向色镜之间，并且使来自所述激发光源的激发光在所述旋转体的表面上在通过所述旋转体的旋转轴的直径方向上扩展，且在所述旋转体的表面上在所述旋转体的圆周方向上聚光。

Description

一种光源装置以及投影显示装置

技术领域

本发明涉及一种具备半导体激光器、聚光透镜组和旋转荧光体的光源装置以及使用该光源装置的投影显示装置。

背景技术

近年来，开发出一种以高发光效率输出短波长的光的半导体激光器。已进行了用这样的半导体激光器的输出光来激发荧光体并将波长转换后的光作为投影显示装置的光源来使用。

虽然可以将荧光体固定在一定的位置来照射激发光，但是如果激发光总是持续照射荧光体的同一点，则会出现局部温度上升、发光效率下降的情况，进而还存在发生材料劣化的可能性。因此，大多使用预先在旋转的圆板等的主面上设置荧光体并以使激发光不会固定照射荧光体的同一点的方式来构成的光源。

例如，专利文献1中记载了一种使用聚光透镜组来使激发光源的输出光聚光并照射到旋转的荧光板，并且将荧光板发出的荧光导向光调制器件的投影显示装置。

然而，当使高能激发光聚光为微小的光点以进行照射时，即使是与圆板等一起旋转的荧光体，其沿着照射点轨迹的环状区域的温度也会过度上升，导致荧光体的发光效率降低。

因此，提出了如下方案，即，通过增大照射点的面积来减弱照射点处的照射能量的峰值强度，从而抑制荧光体的温度上升。

例如，专利文献2中记载了如下方法，即，使用多个激发光源，并以使来自各激发光源的光点部分重叠的方式使该多个激发光源错开来照射荧光体，从而使照射点的形状为准矩形。

此外，专利文献3中记载了如下方法，即，以使荧光体面上的激发光的强度分布为平顶形状的方式来使激发光扩散，通过降低照射能量的密度来抑制荧光体的温度上升。

此外，在专利文献4中记载了如下方法，即，在配置多个半导体激光器时适当地使其取向相异，利用半导体激光器的出射特性来使由多个半导体激光器形成的光点形状为准矩形形状。

在这些专利文献中，提出了如下方案，即，对于荧光体(圆板)的旋转圆周方向和直径方向这两个方向，使照射点二维地扩展为矩形形状或平顶形状，从而减弱照射能量的峰值强度以抑制荧光体的温度上升。

专利文献1：日本专利公开2012-78488号公报

专利文献2：日本专利公开2012-215633号公报

专利文献3：日本专利公开2017-142482号公报

专利文献4：日本专利公开2016-114787号公报

然而，如上所述，当沿着旋转体的旋转圆周方向扩展照射点时，会出现混色及激发光利用率降低的问题。

在投影显示装置的光源部中，为了能够进行彩色显示，在圆板等旋转体的主面上，发光波长特性不同的多个荧光体(例如，红色荧光体和绿色荧光体)被分色涂布成例如扇形形状，从而构成了如下光源，即，随着旋转体的旋转，使激发光依次照射不同颜色的荧光体的区域，从而以分时的方式发出不同颜色的光。另外，由于只要使激发光所照射的荧光体的颜色随着旋转而改变即可，因此荧光体的分色涂布形状并不限于扇形，例如，也可以沿着以旋转轴为中心的环形区域的圆周方向来分色涂布荧光体。

当将具有如矩形形状或平顶形状那样针对旋转圆周方向扩展后的光点形状的激发光照射到如上述那样被分色涂布并旋转的荧光体时，激发光跨越不同颜色的荧光体之间的边界而同时照射两种荧光体的时间会较长。例如，在激发光的光点跨越红色荧光体与绿色荧光体之间的边界来进行照射的期间，同时发出红色光和绿色光，如果光点形状在旋转圆周方向上较长，则它跨越边界来进行照射的时间也会变长。在此期间从光源部输出的光中，红色光与绿色光混合而使得色纯度降低，并且混合比也会随着时间而改变，因此投影出的图像的色调会受到影响，在显示图像质量方面并不理想。

为了防止色调的改变，还考虑了如下方法，即，在该光源与调制器件(例如，液晶面板或数字微镜器件(DMD，Digital Micromirror Device))之间配置与荧光体的旋转同步旋转的光颜色选择色轮。例如，如果配合不同颜色的荧光体之间的边界位于照射点的中央部的时段来切换光颜色选择色轮的滤色，则能够防止将红色光和绿色光混合后的光输入到调制器件中。然而，在激发光的光点跨越红色荧光体与绿色荧光体之间的边界来进行照射的期间，实际上输入到调制器件中的仅仅是由光颜色选择色轮选择的某一种荧光，如果对所选颜色的荧光体进行照射的激发光的照射面积随着旋转而改变，则亮度也会随着时间而变动。此外，对非所选颜色的荧光体进行照射的激发光未被有效利用，不仅浪费了输入到激发光源中的功率，而且还向荧光体投入了不必要的能量而导致荧光体温度上升。

因此，在将从半导体激光器发出的激发光照射到荧光体来获得荧光的光源中，寻求一种能够抑制由于荧光体的过度升温而导致的发光输出的降低，并且小型、功耗低、亮度高、且色纯度高的光源。此外，还谋求一种使用这样的光源的小型且高图像质量的投影显示装置。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种投影显示装置用的光源装置，其特征在于，具有：荧光体，设置于旋转体的表面；激发光源，具有二维排列的多个发光器件和与各发光器件对应设置的准直透镜，并输出用于激发所述荧光体的激发光；二向色镜，反射来自所述激发光源的激发光，并透射来自所述荧光体的荧光；聚光透镜组，配置在所述二向色镜与所述荧光体之间；以及透镜阵列，配置在所述激发光源与所述二向色镜之间，并且使来自所述激发光源的激发光在所述旋转体的表面上在通过所述旋转体的旋转轴的直径方向上扩展，且在所述旋转体的表面上在所述旋转体的圆周方向上聚光。

根据本发明，在将半导体激光器发出的激发光照射到荧光体来获得荧光的光源中，可以实现一种能够抑制由于荧光体的过度升温而导致的发光输出的降低，并且小型、功耗低、亮度高、且色纯度高的光源。此外，可以提供一种使用这样的光源的小型且高图像质量的投影显示装置。

附图说明

图1的(a)是可在实施方式的光源装置中用作激发光源的半导体激光器的远场图案(Far-Field Pattern)的示例，图1的(b)是可在实施方式的光源装置中用作激发光源的半导体激光器的近场图案(Near-Field Pattern)的示例。

图2是对在从半导体激光器射出之后经由准直透镜而行进的光束的截面形状进行说明的示意图。

图3是示出在实施方式中使用的二向色镜的光学特性的图。

图4的(a)是示出第一实施方式的光源装置的结构的示意图，图4的(b)是示出第一实施方式的激发光源组件200中的发光器件201的取向和配置的图。

图5是从聚光透镜组侧观察第一实施方式中使用的旋转体的主面时的俯视图。

图6是第一实施方式中使用的荧光体的发光光谱的示例。

图7的(a)是将第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302一体设置而得到的光学器件的立体图，图7的(b)是用于承担从一个发光器件照射的光束的区域310的放大图。

图8的(a)是对第二柱面透镜阵列302的作用进行说明的示意图，图8的(b)是为了对第一柱面透镜阵列301的作用进行说明而示出光线的示意图，图8的(c)是为了对第一柱面透镜阵列301的配置进行说明而仅提取主光线以示出共轭关系的图。

图9是作为第二实施方式的、具有第一实施方式的光源装置的投影显示装置的整体结构图。

图10的(a)是示出第三实施方式的光源装置的结构的示意图，图10的(b)是示出第三实施方式的激发光源组件200中的发光器件201的取向和配置的图。

图11的(a)是示出第四实施方式的光源装置的结构的示意图，图11的(b)是第四实施方式的激发光源组件200中的发光器件201的取向和配置的图。

图12的(a)是具备复曲面阵列面的透镜阵列300B的立体图，图12的(b)是用于承担从一个发光器件照射的光束的区域410的放大图。

图13的(a)是示出第五实施方式的光源装置的结构的示意图，图13的(b)是示出第五实施方式的激发光源组件200中的发光器件201的取向和配置的图。

图14的(a)是示出比较例的光源装置的结构的示意图，图14的(b)是示出比较例的激发光源组件200中的发光器件201的取向和配置的图。

图15是从聚光透镜组侧观察比较例中使用的旋转体的主面时的俯视图。

符号说明

101、102...聚光透镜组

103...第一聚光透镜组

104...发散透镜组

105...二向色镜

106...第二聚光透镜组

107...1/4波长板

108...反射镜

121...电机

122...旋转体

123...荧光体

123G...绿色荧光体

123R...红色荧光体

123Y...黄色荧光体

124...反射部

129...中继透镜组

130...光颜色选择色轮

140...光通道

150...照明透镜组

160...光调制器件

171、172...棱镜

180...投影镜头

190...投影屏幕

200...激发光源组件

201...发光器件

202...准直透镜

250...半导体芯片

251...供电端子

252...发光部

300B...透镜阵列

301...第一柱面透镜阵列

302...第二柱面透镜阵列

305...扩散板

500、600......照射点

具体实施方式

以下参考附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下实施方式的说明所参考的附图中，除非另有说明，否则对于具有相同功能的部件赋予相同的附图标记来表示。此外，例如在标记为X方向正侧或X方向负侧的情况下，正侧是指在图示的坐标轴上与箭头所指示的方向相同的方向，而负侧是指与图示的箭头相反的方向。

[第一实施方式]

对第一实施方式的光源装置进行说明。首先，对可在本实施方式的光源装置中用作激发光源的半导体激光器进行说明。为了对半导体激光器的发光特性进行说明，在图1的(a)中例示出远场图案，在图1的(b)中例示出近场图案。

已知半导体激光器的输出光的角度特性会根据射出方向的不同而不同。

根据图1的(a)中例示出的远场图案可以看出，对于平行方向，从半导体激光器以强度分布在窄角度范围内为均匀的图案射出光束；另一方面，对于正交方向，从半导体激光器以强度分布在宽角度范围内为山形的图案射出光束。

此外，根据图1的(b)中例示出的近场图案可以看出，半导体激光器的发光部沿平行方向具有特定的长度。如果使用发光部在平行方向上的长度较大的半导体激光器，则可以增大发光输出。

接下来，参考图2中所示的示意图来对从半导体激光器射出之后经由准直透镜而行进的光束进行说明。250是半导体芯片，251是供电端子，252是设置在半导体芯片250上的半导体激光器的发光部，这三者被封装为发光器件201。在图2中，将发光部252的长边方向H设为与Y方向平行，并且将从发光部252射出的光的行进方向图示为与Z方向平行。即，在图1的(a)和图1的(b)中所示的激光图案中示出的平行方向相当于图2中的Y方向而正交方向相当于图2中的X方向。直线偏光的光从发光器件201的半导体激光器中射出，并且其电场的振动方向为Y方向(平行方向)。

从长边方向上的长度为Hy1的发光部252中射出的光通过准直透镜202被准直化，并变为椭圆形状的光束而行进，该椭圆形状的长轴平行于X方向且短轴平行于Y方向。对于作为图像高度方向的Y方向，即使通过准直透镜202也不能使光束完全平行化，并且光线越行进，其广度就会越扩展。准直透镜202的焦距f1越短，这一点就越显著。

在本实施方式中，如后面将详细描述的，使用二向色镜来进行光路的分支及合并，但是，当激光被反射时，会期望使用电场垂直于由入射光线和出射光线构建的入射面(图2中的XZ面)而振动的S偏光(S波)。这是因为，如通过布鲁斯特角可以获知的那样，作为反射特性而言，S波在物理上比P波更不易受到入射角θ的影响。因此，在本实施方式的光源装置中，以使得发光器件201相对于二向色镜105的边界面(二向色镜与空气之间的边界)的相对取向成为图2所示的关系的方式来进行配置，以使S波的激光在二向色镜被反射。

图3示出了在本实施方式中使用的二向色镜105的光学特性。图中的横轴是光的波长，纵轴是透射率。可以认为透射率越高则反射率越低。各曲线图示出了入射角θ约为45度时的透射及反射波长特性。另外，入射角是在二向色镜105的镜面引出的法线与入射的光所形成的角。如实线的曲线图所示，对于S波，在波长比480nm附近短的一侧，透射率小(反射率高)，在波长比480nm附近长的一侧，透射率大(反射率低)。另一方面，如虚线的曲线图所示，对于P波，在波长比400nm附近短的一侧，透射率小(反射率高)，在波长比400nm附近长的一侧，透射率大(反射率低)。在本实施方式中，使在图3中示为EX的S波的蓝色激光入射以作为用于对荧光体进行激发的激发激光，可以看出二向色镜105对于该波长的S波以高反射率反射，并且对于P波以高透射率透射。如下所述，利用该二向色镜105的特性，能够实现分光合并功能，该功能使得用于激发荧光体的S波的激发光朝向荧光体反射，并且使得由旋转体的反射区域反射的P波的激发光透射。制造上的误差另当别论，作为分光合并部件来发挥功能的二向色镜105是通过在板厚一定且透明的基板上层叠介质多层膜而设置的。制造上的误差另当别论，介质多层膜以介质多层膜的厚度在光学面内均匀的方式被层叠。

接下来，将参考图4的(a)来对本实施方式的光源装置的结构进行说明。光源装置具备激发光源组件200，该激发光源组件200中二维排列有多个作为半导体激光器的发光器件201。激发光源组件200具备与二维排列的多个发光器件201中的每一个对应配置的准直透镜202，但也可以使用准直透镜阵列，该准直透镜阵列是由与各半导体激光器相对应的准直透镜一体化而成的。

图4的(b)是示出激发光源组件200中的发光器件201的取向和配置的图。16个发光器件201被配置为4×4的矩阵状，各发光器件具备长度为Hy1的发光部252，发光部252的长边方向被固定为与Y方向相平行的取向。另外，发光器件201的矩阵并不限于4×4的16个，而是可以适当地变更。

从激发光源组件200射出的激发光在图4的(a)中的Z方向上行进，而在光路上配置有：第一柱面透镜阵列301，实现聚光作用，该聚光作用使光束在旋转体122的主面的Y方向上聚光；第二柱面透镜阵列302，实现扩展作用，该扩展作用使光束在旋转体122的主面的Z方向上扩展；第一聚光透镜组103；以及二向色镜105，作为分光合并部件。

后面将对第一柱面透镜阵列301、第二柱面透镜阵列302和第一聚光透镜组103的光学作用进行描述。另外，在图4的(a)中，这三个光学器件按照所记载的顺序沿光路配置，但是也可以不必按此顺序来进行配置。此外，第一聚光透镜组103可以由多个透镜而不是单个透镜组成。

由于从激发光源组件200入射到二向色镜105的激发光是具有在图3中示为EX的波长的S波，因此通过二向色镜105被高效率地反射，而射向X方向负侧。在该光路上，配置有1/4波长板107、第二聚光透镜组106和旋转体122。透射过1/4波长板107的激发光通过第二聚光透镜组106被聚光于旋转体122。

在本实施方式的光源装置中，旋转体122可以通过电机121绕旋转轴RA旋转，并且在旋转体122的主面上设置有荧光体123。图5中示出了从第二聚光透镜组106侧观察旋转体122时的俯视图，在旋转体122的主面上，在以旋转体12的旋转轴RA为中心的环形区域的一部分上分别包覆有发光波长特性不同的红色荧光体123R、黄色荧光体123Y和绿色荧光体123G。而且，在设置有荧光体的环形区域的基底，设置有用于将向旋转体12的方向辐射的荧光反射到第二聚光透镜组106侧的反射面，以实现荧光的射出效率的提高。

图6示出将激发光Ex照射到红色荧光体123R、黄色荧光体123Y和绿色荧光体123G时的发光光谱的示例。虚线所示的31为绿色荧光体123G的发光光谱，单点划线所示的32为黄色荧光体123Y的发光光谱，实线所示的33为红色荧光体123R的发光光谱。另外，在波长450nm附近观察到的峰值并非荧光体发出的光，而是激发光的一部分未被荧光体吸收而被反射的光。另外，本实施方式中可使用的荧光体并不限于这些发光特性。例如，代替发出红色光、发出绿色光、发出黄色光的荧光体，还可以设置发出白色光的荧光体。

此外，在本实施方式中，如图5所示，在旋转体122的环形区域的一部分上，未涂布荧光体，而是设置有用于对激发光进行反射的反射部124。反射部124优选预先进行镜面加工，用以高效率地反射蓝色激光。

通过使这样的旋转体122旋转，从而使激发光Ex照射红色荧光体123R、黄色荧光体123Y、绿色荧光体123G、反射部124中的某一个。为了防止荧光体过热，旋转体122的基材适合采用热导率较高的金属，也存在为了提高空气冷却效率而在基材上设置凹凸部或空穴的情况。

返回到图4的(a)，优选地，将旋转体122的旋转轴RA配置在由第二聚光透镜组106的光轴和二向色镜105的入射面限定的面内，并且使旋转体122不在Y方向上突出，从而使旋转体122和其他光学部件在光源装置内不会在Y方向上占用较大的内部空间而导致装置大型化。另外，包含第二聚光透镜组106的光轴的XZ面是与二向色镜105的入射面(由入射光线和出射光线构建的面)一致的面。此外，优选地，使得旋转轴RA与第二聚光透镜组106的光轴相比较而言被配置在激发光源组件200侧，并且使得旋转体122与二向色镜105等相比较而言不在Z方向上突出，从而使旋转体122和其他光学部件在光源装置内不会在Z方向上占用较大的内部空间而导致装置大型化。

接下来，对本实施方式的光源装置输出输出光IL时的装置各部的作用进行说明。

从激发光源组件200射出的准直化后的S偏光的蓝色光(激发光Ex)经过第一柱面透镜阵列301、第二柱面透镜阵列302、第一聚光透镜组103而入射到二向色镜105，其中，第一柱面透镜阵列301实现聚光作用，该聚光作用使光束在旋转体122的主面的Y方向上聚光，第二柱面透镜阵列302实现扩展作用，该扩展作用使光束在旋转体122的主面的Z方向上扩展。S偏光的蓝色光(激发光Ex)通过二向色镜105而射向X方向负侧，即，射向旋转体122的方向。经由1/4波长板107后的激发光通过第二聚光透镜组106被聚光于旋转体122。

在激发光Ex被聚光的位置，在存在绿色荧光体123G的旋转时段，发出图6所示的发光光谱31的绿色荧光。同样地，在存在黄色荧光体123Y的旋转时段，发出图6所示的发光光谱32的黄色荧光，在存在红色荧光体123R的旋转时段，发出图6所示的发光光谱33的红色荧光。另外，在存在反射部124的旋转时段，激发光Ex(蓝色光)被反射。

绿色荧光、黄色荧光、红色荧光和被反射的蓝色光一边沿着X方向正侧行进，一边通过第二聚光透镜组106被聚光，并经由1/4波长板107而入射到二向色镜105。另外，由反射部124反射的蓝色光通过再次经由1/4波长板107而被转换为P偏光，并入射到二向色镜105。

如果对图6所示的荧光体的发光特性与图3所示的二向色镜105的透射及反射特性进行对比，则显然可以看出，在入射到二向色镜105的绿色荧光和黄色荧光之中，P偏光分量几乎全部被透射，而S偏光分量是波长约490nm以上的大部分被透射。另外，对于红色荧光，S偏光分量和P偏光分量都几乎全部被透射。而且，被转换为P偏光的蓝色光几乎全部被透射。即，这些光高效率地透射过二向色镜105，并通过聚光透镜组109被适当地聚光，作为光源装置的输出光IL而射出。如后面在第二实施方式中描述的那样，光源装置的输出光IL可适合用作投影显示装置的照明光。

接下来，对也可称为本实施方式的特征的部分，即，激发光照射荧光体时的照射点形状的控制方法进行说明。在本实施方式中，除了第一聚光透镜组103和第二聚光透镜组106之外，还设置第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302，从而形成沿着旋转体122的主面的直径方向延伸的细长的照射点，其中，第一柱面透镜阵列301实现聚光作用，该聚光作用使光束在旋转体122的主面的Y方向上聚光，第二柱面透镜阵列302实现扩展作用，该扩展作用使光束在旋转体122的主面的Z方向上扩展。

图5示出了从第二聚光透镜组106侧俯视观察旋转体122的主面(旋转面)时的俯视图，旋转体122的主面的Y方向是旋转的圆周方向，旋转体122的主面的Z方向是旋转体122的直径方向。如同图所示，在旋转体122的主面上，照射点500的形状是旋转的圆周方向上的长度为Hy2且直径方向上的长度为Hz2并且满足Hz2>Hy2的细长形状。可以看出，照射点500中的光强度分布就直径方向来看，是峰值被平坦化的平顶形状。

进而，参考图7、图8和图5，对第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302的作用进行说明，其中，第一柱面透镜阵列301实现聚光作用，该聚光作用使光束在旋转体122的主面的Y方向(圆周方向)上聚光，第二柱面透镜阵列302实现扩展作用，该扩展作用使光束在旋转体122的主面的Z方向(直径方向)上扩展。另外，为了便于对柱面透镜阵列的作用进行说明，在图8的(a)至图8的(c)的光学光路图中，省略了图4的(a)中示出的二向色镜105和1/4波长板107，并且将第一聚光透镜组103和第二聚光透镜组106一起表示为合并聚光透镜组110。因此，在图8的(a)至图8的(c)中，省略了由于二向色镜105的反射而导致的光路变化。此外，使图7和图8的(a)至图8的(c)中示出的XYZ坐标系与在图4的(a)中从旋转体122进行观察时的XYZ坐标系一致。因此，对于激发光源组件200而言，观察方法与图4的(a)所示的XYZ坐标系不同。

第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302可以以单独的器件来设置，也可以设置为一体的器件。当设置为分开的单独器件时，可以隔开间隔来配置这两者，也可以使这两者贴紧配置。此外，在图4的(a)中，将第一柱面透镜阵列301配置在激发光源组件200侧，但是也可以将第二柱面透镜阵列302配置在激发光源组件200侧。

图7的(a)示出将第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302一体设置而成的光学器件的立体图。由粗线包围的区域310是用于承担从激发光源组件200的一个发光器件201(半导体激光器)照射的光束的区域，在图7的(b)中将区域310放大显示。

第二柱面透镜阵列302是在Z方向上排列多个沿Y方向延伸的柱面透镜(第二柱面透镜)而成的阵列，并且各柱面透镜具有曲率半径Rcyx。另一方面，第一柱面透镜阵列301是在Y方向上排列多个沿Z方向延伸的柱面透镜(第一柱面透镜)而成的阵列，并且各柱面透镜具有曲率半径Rcyy。在此，第二柱面透镜阵列302的曲率半径Rcyx小于第一柱面透镜阵列301的曲率半径Rcyy。

另外，关于用于承担从一个发光器件201(半导体激光器)照射的光束的区域，针对第一柱面透镜阵列301，配置一个柱面透镜，与此相对，针对第二柱面透镜阵列302，以比发光器件201的排列间距更窄的间距排列有多个柱面透镜。

首先，参考图8的(a)来对第二柱面透镜阵列302的作用进行说明，其中，第二柱面透镜阵列302实现扩展作用，该扩展作用使光束在旋转体122的主面的Z方向(直径方向)上扩展。

如图8的(a)所示，当从Y方向观察第二柱面透镜阵列302时可以看出，各柱面透镜以比发光器件201(半导体激光器)在Z方向上的排列间距更小的排列间距来排列。

为了使扩展作用发挥功能，优选地，以将从一个发光器件照射的光束在Z方向上分割为例如三个以上的方式来设定柱面透镜的排列间距。

从激发光源组件200的各发光器件201(半导体激光器)射出的激发光Ex在XZ面内通过准直透镜202被平行化，并透射过第一柱面透镜阵列301。即使在透射过第一柱面透镜阵列301之后，只要在XZ面内观察，则激发光Ex也是平行光束。然后，在第二柱面透镜阵列302中，来自一个发光器件201的平行光束由多个柱面透镜承担从而被分割为多个，各柱面透镜因曲率半径Rcyx的作用而使分割后的光束扩展。从各发光器件201射出的激发光Ex通过第二柱面透镜阵列302在Z方向上被扩展，并且通过合并聚光透镜组110被聚光，使得光路朝向旋转体122重叠并且与旋转体122的主面重叠。在旋转体122的主面上，从任何发光器件201射出的激发光Ex都以与在旋转体122的主面的直径方向即Z方向上具有长度Hz2的区域相重叠的方式被照射。

接着，参考图8的(b)来对第一柱面透镜阵列301的作用进行说明，其中，第一柱面透镜阵列301实现聚光作用，该聚光作用使光束在旋转体122的主面的Y方向(圆周方向)上聚光。

如图8的(b)所示，当从Z方向观察第一柱面透镜阵列301时可以看出，柱面透镜以与发光器件201(半导体激光器)在Y方向上的排列间距相等的排列间距来排列。

从激发光源组件200的各发光器件201(半导体激光器)射出的激发光Ex透射过准直透镜202，但是在XY面内未被平行化。这是因为，如参考图1和图2所说明的那样，由于发光器件201是具有物体高度Hy1的光源，因此透射过具有焦距f1的准直透镜202的激发光Ex成为非平行光线，该非平行光线以图8的(b)中示为f1bp的位置(-f1的位置)为交叉点。配置第一柱面透镜阵列301，以使来自一个发光器件201的光束入射到一个柱面透镜上，并且预先设定具有曲率半径Rcyy的各柱面透镜的位置，以使f1bp和聚光点(旋转体122的主面)基本上为共轭关系。如此，根据对非平行光线的主光线进行压缩的原理，这些光线经由合并聚光透镜组110而朝向旋转体122被聚光。

图8的(c)是仅提取图8的(b)的光学光路的主光线而获得的图，并且示出了f1bp与旋转体上的聚光点处于共轭关系。

以下示出第一实施方式的光源装置的光学规格。

光源规格：

·排列xy间距11mm y方向4排x方向4排(合计16个)

·光源的发光部的大小y方向50μm x方向8μm

·发光功率1w

ASP(※1)系数：k＝-0.472

ASP(※2)系数：k＝-5.466四阶系数＝1.456E-4六阶系数＝-5.3E-7

通过使上述的第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302这两者同时发挥功能，从而如图5所示能够形成如下的照射点500，即，对于Z方向，强度被平坦化，且平坦化方向上的Hz2与压缩方向上的Hy2的长度比为2:1以上的、在旋转体122的直径方向上较长的照射点500。另外，通过改变第二柱面透镜阵列302的曲率半径Rcyx，可以改变照射点500在旋转体122的直径方向上的长度Hz2，如果减小曲率半径Rcyx，则可以增大Hz2。通过按照发光亮度或荧光体温度的上限等所需规格来设定柱面透镜阵列的曲率半径，可以获得具有满足目的的特性的光源装置。

如上所述，根据本实施方式，在旋转体122的主面上，激发光的照射点500的形状是旋转的圆周方向上的长度为Hy2且直径方向上的长度为Hz2并且满足Hz2>Hy2的细长形状。可以看出，照射点500中的光强度分布就直径方向来看，是峰值被平坦化的平顶形状。

由于旋转的圆周方向上的长度小到Hy2，因此跨越不同颜色的荧光体之间的边界而同时照射两种荧光体的时间变得极短。因此，可以使发光颜色的混色所带来的影响极小。另外，即使在配合不同颜色的荧光体之间的边界位于照射点的中央部的时段来切换配置于后续部分的光颜色选择色轮的滤色时，激发光对非所选颜色的荧光体进行照射的期间也极短。因此，不仅输入到激发光源中的功率的浪费极小，而且还能够抑制向荧光体投入不必要的能量而导致荧光体温度过度上升。

此外，在旋转体122的主面的直径方向上，照射点的长度被扩展到Hz2并且峰值强度被平坦化，因此能够防止照射能量过度集中于荧光体的局部。

此外，如图4的(a)所示，在本实施方式中，在光源装置内以使旋转体122不会在Y方向及Z方向上延伸而占用较大的内部空间的方式来配置旋转体122。

因此，根据本实施方式，能够实现一种能够抑制由于荧光体的过度升温而导致的发光输出的降低，并且小型、功耗低、亮度高、且色纯度高的光源。

[第二实施方式]

对作为第二实施方式的、包括第一实施方式的光源装置的投影显示装置进行说明。参考图9进行说明，但是关于投影显示装置的光源装置部分，由于与第一实施方式相同，因此省略说明。

图9所示的投影显示装置将第一实施方式的光源装置作为照明光源来使用，并进一步具备：中继透镜组129、光颜色选择色轮130、光通道140、照明透镜组150、光调制器件160、棱镜171、棱镜172、投影镜头180。也存在进一步具备投影屏幕190的情况。

中继透镜组129是用于为了适合投影镜头180的F值而设定为既定的NA来使光源装置发出的光聚光到光通道140的入射口的透镜组。中继透镜组并非必须由一片透镜构成。此外，在NA足够的情况下，也可以不设置中继透镜组。

光颜色选择色轮130是能够以旋转轴AC为中心进行旋转的板状旋转体，且设置有红(R)、黄(Y)、绿(G)各种颜色的滤片以及用于使蓝色光透射的扇形的光透射部。各种颜色的滤色片是为了去除不需要的波长区域的光以提高显示光的色纯度而设置的。但是，关于蓝色光，由于是色纯度高的激光，不需要设置滤片，因而设为光透射部。根据情况的不同，有时在该光透射部中设置有用于使NA与其他颜色的输出光相匹配的扩散板。

具有荧光体的旋转体122与光颜色选择色轮130同步进行旋转，旋转时序被调整为使得当前者的红色荧光体发光时红色滤片位于光路上，当黄色荧光体发光时黄色滤片位于光路上，当绿色荧光体发光时绿色滤片位于光路上，当蓝色的激发光反射时光透射部位于光路上。另外，当荧光体的发光色纯度足够高时，可存在也可以不设置光颜色选择色轮的情况。

照明透镜组150是将经光通道140传播的光整形为适于对光调制器件160进行照明的光束的透镜组，由单个或多个透镜构成。

棱镜171和棱镜172共同构成内部全反射(TIR，Total Internal Reflection)棱镜。TIR棱镜使照明光进行内部全反射而以既定的角度入射到光调制器件160，并使经光调制器件160调制后的反射光朝向投影镜头180透射。

光调制器件160是基于图像信号对入射光进行调制的器件，使用以阵列状设置有微镜器件的DMD。但也可以使用诸如反射式液晶器件之类的其他的反射式光调制器件。

投影镜头180是用于将经过光调制器件160调制后的光投影为图像的镜头，由单个或多个透镜构成。

投影屏幕190在构成背投式显示装置时使用。此外，虽然往往在正投式的情况下也设置，但是在用户向任意墙面等进行投影时未必需要具备。

下面对投影显示装置的整体运转进行说明。

从光源装置射出的照明光经由中继透镜组129、光颜色选择色轮130、光通道140以及照明透镜组150而入射到作为TIR棱镜的棱镜。在棱镜171的全反射面反射的光以既定角度入射到光调制器件160。

光调制器件160具有以阵列状设置的微镜器件，并与照明光的颜色切换同步地根据图像的各种颜色分量信号来驱动微镜器件，以将图像光以既定角度向棱镜171反射。图像光透射过棱镜171和棱镜172，被导向投影镜头180，并投影到投影屏幕190上。

本实施方式的投影显示装置由于可以使用能够抑制由于荧光体的过度升温而导致的发光输出的降低，并且小型、功耗低、亮度高且色纯度高的光源装置来对光调制器件进行照明，因此能够以低功耗来进行高亮度的图像显示。

[第三实施方式]

参考图10，对第三实施方式的光源装置进行说明。第三实施方式的光源装置是第一实施方式的光源装置的变形例。对于与第一实施方式共同的部分，将省略说明。

图10的(a)示出了第三实施方式的光源装置的结构，在第一实施方式中，第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302被一体化，并且被配置在激发光源组件200与第一聚光透镜组103之间。与此相对，在第三实施方式中，将第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302设为单独的器件，并且将前者配置在激发光源组件200与第一聚光透镜组103之间，将后者配置在第一聚光透镜组103与二向色镜105之间。

图10的(b)是示出激发光源组件200中的发光器件201的取向和配置的图，可以看出该配置是与第一实施方式相同的配置。

在本实施方式中，也是除了第一聚光透镜组103和第二聚光透镜组106之外，还设置第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302，从而能够形成沿着旋转体122的主面的直径方向延伸的细长的照射点，其中，第一柱面透镜阵列301实现聚光作用，该聚光作用使光束在旋转体122的主面的Y方向上聚光，第二柱面透镜阵列302实现扩展作用，该扩展作用使光束在旋转体122的主面的Z方向上扩展。第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302的各自的作用基本上是与第一实施方式相同的原理，因此在这里将省略说明。

以下示出第三实施方式的光源装置的光学规格。

光源规格：

·排列xy间距11mm y方向4排x方向4排(合计16个)

·光源的发光部的大小y方向50μm x方向8μm

·发光功率1w

ASP(※1)系数：k＝-0.472

ASP(※2)系数：k＝-5.466四阶系数＝1.456E-4六阶系数＝-5.3E-7

在本实施方式中，也是通过使上述的第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302这两者同时发挥功能，从而如图5所示能够形成如下的照射点500，即，对于Z方向，强度被平坦化，且平坦化方向上的Hz2与压缩方向上的Hy2的长度比为2:1以上的、在旋转体122的直径方向上较长的照射点500。

即，在本实施方式中，在旋转体122的主面上，激发光的照射点500的形状也是旋转的圆周方向上的长度为Hy2且直径方向上的长度为Hz2并且满足Hz2>Hy2的细长形状。可以看出，照射点500中的光强度分布就直径方向来看，是峰值被平坦化的平顶形状。

由于旋转的圆周方向上的长度小到Hy2，因此跨越不同颜色的荧光体之间的边界而同时照射两种荧光体的时间变得极短。因此，可以使发光颜色的混色所带来的影响极小。另外，即使在配合不同颜色的荧光体之间的边界位于照射点的中央部的时段来切换配置于后续部分的光颜色选择色轮的滤色时，激发光对非所选颜色的荧光体进行照射的期间也极短。因此，不仅输入到激发光源中的功率的浪费极小，而且还能够抑制向荧光体投入不必要的能量而导致荧光体温度过度上升。

此外，在旋转体122的主面的直径方向上，照射点的长度被扩展到Hz2并且峰值强度被平坦化，因此能够防止照射能量过度集中于荧光体的局部。

此外，在本实施方式中，如图10的(a)所示，在光源装置内以使旋转体122不会在Y方向及Z方向上延伸而占用较大的内部空间方式来配置旋转体122。

因此，根据本实施方式，能够实现一种能够抑制由于荧光体的过度升温而导致的发光输出的降低，并且小型、功耗低、高亮度且色纯度高的光源。

[第四实施方式]

参考图11，对第四实施方式的光源装置进行说明。第四实施方式的光源装置是第一实施方式的光源装置的变形例。对于与第一实施方式共同的部分，将省略说明。

在图11的(a)中示出第四实施方式的光源装置的结构。此外，在图11的(b)中示出激发光源组件200中的发光器件201的取向和配置，可以看出该配置是与第一实施方式相同的配置。

在第一实施方式中，如图7所示，第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302以分别配设在表面和背面的方式被一体化。与此相对，在第四实施方式中，使用具备复曲面阵列面的透镜阵列300B，该复曲面阵列面将第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302这两者的功能汇总于一个面上。图12的(a)示出了透镜阵列300B的立体图。由粗线包围的区域410是用于承担从激发光源组件200的一个发光器件201(半导体激光器)照射的光束的区域，在图12的(b)中放大显示区域410。在以阵列状配置具有复曲面形状的区域410而得到的复曲面阵列面中，具有曲率半径Rcyy且沿着Z方向延伸的柱面与具有曲率半径Rcyx且沿着Y方向延伸的柱面被合并在一起。这里，曲率半径Rcyy大于曲率半径Rcyx。

在来自激发光源组件200的激发光Ex被第一聚光透镜组103聚光之后，使用发散透镜组104(光束扩展透镜组)来使光束扩展并入射到透镜阵列300B上。透镜阵列300B利用曲率半径Rcyy的正焦度来在旋转体122的主面的Y方向上压缩激发光，同时通过曲率半径Rcyx而使激发光在旋转体122的主面的Z方向上扩展。

已通过了透镜阵列300B的激发光入射到二向色镜105上，针对之后的光路的说明，由于大致与第一实施方式相同，因此省略。

以下示出第四实施方式的光源装置的光学规格。

光源规格：

·排列xy间距11mm y方向4排x方向4排(合计16个)

·光源的发光部的大小y方向50μm x方向8μm

·发光功率1w

ASP(※1)系数：k＝-0.472

ASP(※2)系数：k＝-5.466四阶系数＝1.456E-4六阶系数＝-5.3E-7

在本实施方式中，通过使具备复曲面阵列面的透镜阵列300B发挥功能，从而如图5所示能够形成如下的照射点500，即，对于Z方向，强度被平坦化，且平坦化方向上的Hz2与压缩方向上的Hy2的长度比为2:1以上的、在旋转体122的直径方向上较长的照射点500。另外，通过改变曲率半径Rcyx，可以改变照射点500在旋转体122的直径方向上的长度Hz2，如果减小曲率半径Rcyx，则可以增大Hz2。通过按照发光亮度或荧光体温度的上限等所需规格来设定柱面透镜阵列的曲率半径，可以获得具有满足目的的特性的光源装置。

如上所述，在本实施方式中，在旋转体122的主面上，激发光的照射点500的形状也是旋转的圆周方向上的长度为Hy2且直径方向上的长度为Hz2并且满足Hz2>Hy2的细长形状。可以看出，照射点500中的光强度分布就直径方向来看，是峰值被平坦化的平顶形状。

由于旋转的圆周方向上的长度小到Hy2，因此跨越不同颜色的荧光体之间的边界而同时照射两种荧光体的时间变得极短。因此，可以使发光颜色的混色所带来的影响极小。另外，即使在配合不同颜色的荧光体之间的边界位于照射点的中央部的时段来切换配置于后续部分的光颜色选择色轮的滤色时，激发光对非所选颜色的荧光体进行照射的期间也极短。因此，不仅输入到激发光源中的功率的浪费极小，而且还能够抑制向荧光体投入不必要的能量而导致荧光体温度过度上升。

此外，在旋转体122的主面的直径方向上，照射点的长度被扩展到Hz2并且峰值强度被平坦化，因此能够防止照射能量过度集中于荧光体的局部。

此外，在本实施方式中，如图11的(a)所示，在光源装置内以使旋转体122不会在Y方向及Z方向上延伸而占用较大的内部空间的方式来配置旋转体122。

因此，根据本实施方式，能够实现一种能够抑制由于荧光体的过度升温而导致的发光输出的降低，并且小型、功耗低、亮度高、且色纯度高的光源。

[第五实施方式]

参考图13，对第五实施方式的光源装置进行说明。第五实施方式的光源装置是第一实施方式的光源装置的变形例。对于与第一实施方式共同的部分，将省略说明。

在第一实施方式中，将1/4波长板107设置在二向色镜105与旋转体122之间，并且设置有反射部124，该反射部124用于将激发光反射到旋转体122的环形区域的一部分。即，激发光被旋转体122的反射部124反射，并被1/4波长板107转换为P偏光，并且与荧光同样地透射过二向色镜105以用作输出光IL。

在第五实施方式的光源装置中，根据图13的(a)所示的整体结构、图13的(b)所示的发光器件201的取向和布置显然可以看出，除了不具备1/4波长板107这一点之外，在从激发光源组件200至旋转体122的光路中配设的光学元件与第一实施方式相同。

然而，第五实施方式的光源装置的旋转体122在第一实施方式中设置有用于反射激发光的反射部124的部分设置有用于使激发光透射的透射部。透射部可以设为在旋转体122的该部分中使用透光性材料的结构，也可以设为在旋转体122上设置缺口或开口的结构。

并且，在第五实施方式中，为了输出图像显示用的蓝色光，在对透射部进行照射的旋转时段，激发光保持S偏光原样地透射过透射部，作为发散光而穿透到旋转体的背面，并通过聚光透镜组101被聚光。然后，经由三片反射镜108和聚光透镜组102被导向二向色镜105。该蓝色光由于保持S偏光原样，因此被二向色镜105反射，且与荧光同样地通过聚光透镜组109被适当聚光，并作为光源装置的输出光IL被射出。

在本实施方式中，也是通过使第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302同时发挥功能，从而如图5所示能够形成如下的照射点500，即，对于Z方向，强度被平坦化，且平坦化方向上的Hz2与压缩方向上的Hy2的长度比为2:1以上的、在旋转体122的直径方向上较长的照射点500。

根据本实施方式，在旋转体122的主面上，激发光的照射点500的形状是旋转的圆周方向上的长度为Hy2且直径方向上的长度为Hz2并且满足Hz2>Hy2的细长形状。可以看出，照射点500中的光强度分布就直径方向来看，是峰值被平坦化的平顶形状。

由于旋转的圆周方向上的长度小到Hy2，因此跨越不同颜色的荧光体之间的边界而同时照射两种荧光体的时间变得极短。因此，可以使发光颜色的混色所带来的影响极小。另外，即使在配合不同颜色的荧光体之间的边界位于照射点的中央部的时段来切换配置于后续部分的光颜色选择色轮的滤色时，激发光对非所选颜色的荧光体进行照射的期间也极短。因此，不仅输入到激发光源中的功率的浪费极小，而且还能够抑制向荧光体投入不必要的能量而导致荧光体温度过度上升。

此外，在旋转体122的主面的直径方向上，照射点的长度被扩展到Hz2并且峰值强度被平坦化，因此能够防止照射能量过度集中于荧光体的局部。

因此，根据本实施方式，能够实现一种能够抑制由于荧光体的过度升温而导致的发光输出的降低，并且功耗低、亮度高且色纯度高的光源。

[比较例]

参考图14和图15来对比较例进行说明。第一实施方式或第三实施方式的光源装置具有第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302，其中，第一柱面透镜阵列301实现聚光作用，该聚光作用使光束在旋转体122的主面的Y方向上聚光，第二柱面透镜阵列302实现扩展作用，该扩展作用使光束在旋转体122的主面的Z方向上扩展，与此相对，比较例的光源装置的不同之处在于，并不具备这两个柱面透镜阵列。在比较例中，不同之处还在于，在第三实施方式中配置有第二柱面透镜阵列302的位置处设置有扩散板305，该扩散板305用于对激发光的峰值强度进行控制。对于比较例中与第一实施方式或第三实施方式共同的部分，将省略说明。

从图14的(a)所示的整体结构、图14的(b)所示的发光器件201的取向和配置显然可以看出，除了不具备第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302这一点以及追加有扩散板305这一点之外，在从激发光源组件200至旋转体122的光路中配设的光学元件与第一实施方式相同。通常，当仅通过聚光透镜组的聚光作用来形成照射点时，峰值强度过强，容易烧坏荧光体，因此在比较例中使用扩散板305来对照射点进行控制。

在比较例中，具有已参考图1和图2而说明的辐射图案的激发光不会受到第一柱面透镜阵列301和第二柱面透镜阵列302的光学作用的影响。即，激发光没有从柱面透镜阵列中受到使光束在旋转体122的主面的Y方向上聚光的作用以及使光束在旋转体122的主面的Z方向上扩展的作用，而是受到扩散板305的扩散作用。因此，照射点的形状如图15所示的照射点600那样为椭圆形状。

图15是俯视观察比较例的旋转体122的主面时的俯视图，旋转体122的主面的Y方向是旋转的圆周方向，旋转体122的主面的Z方向是旋转体122的直径方向。如同图所示，在旋转体122的主面上，照射点600的形状是旋转的圆周方向上的长度为Hy2且直径方向上的长度为Hz2并且满足Hz2＜Hy2的细长椭圆形状。可以看出，照射点600中的光强度分布就旋转的圆周方向来看，是具有峰值的高斯分布形状。

由于照射点600为峰值强度高的高斯分布形状，因此被照射的荧光体的温度上升变得显著，导致荧光输出降低。

此外，如果与图5所示的第一实施方式的照射点500进行比较，则显然可以看出，在比较例中，由于照射具有对于旋转圆周方向长度较大的光点形状的激发光，因此跨越不同颜色的荧光体之间的边界而同时照射两种荧光体的时间会较长。例如，在激发光的光点跨越红色荧光体与黄色荧光体之间的边界来进行照射的期间，同时输出红色光和黄色光，如果光点形状在旋转圆周方向上较长，则它跨越边界的时间也会变长。由于在此期间从该光源输出的光中混合有红色光和黄色光，因此投影出的图像的色调发生改变，在图像质量方面并不理想。

为了防止色调的改变，还考虑了如下方法，即，在该光源和调制器件(例如，液晶面板或DMD器件)之间配置与荧光体的旋转同步旋转的光颜色选择色轮。例如，如果配合荧光体之间的边界位于照射点的中央部的时段来切换光颜色选择色轮的滤色，则能够防止将红色光和黄色光混合后的光输入到调制器件中。然而，在激发光的光点跨越红色荧光体与黄色荧光体之间的边界来进行照射的期间，实际上输入到调制器件中的仅仅是由光颜色选择色轮选择的某一种荧光，如果对所选颜色的荧光体进行照射的激发光的照射面积随着旋转而改变，则亮度也会随着时间而变动。此外，对非所选颜色的荧光体进行照射的激发光未被有效利用，不仅浪费了输入到激发光源中的功率，而且还向荧光体投入了不必要的能量而导致荧光体温度上升。特别地，由于照射点600在旋转体的直径方向上的长度Hz2较小，因此能量密度在直径方向上被集中而不是被分散。由于照射能量集中在沿着图中的单点划线的圆周的、宽度为Hz2的窄环形区域中，因此该区域中的荧光体的温度易于上升。

与比较例的光源装置相比可以看出，第一实施方式的光源装置能够降低激发光的照射点处的峰值强度并缩短在圆周方向上损失的时间，因此是一种能够抑制由于照射荧光体的过度升温而导致的发光输出的降低，并且功耗低、亮度高、且色纯度高的光源。

[其他实施方式]

本发明的实施方式并不限于上述的第一实施方式至第五实施方式，在本发明的技术思想内可以进行多种变形及组合。

例如，荧光体的材料、形状及配置并不限于在之前的说明中所例示的那些。还可以设置除了发出红色光、发出绿色光、发出黄色光之外的荧光体，例如发出白色光的荧光体。

此外，关于设置荧光体的位置，并不限于设置在旋转体的主面上的环形区域中。例如，也可以在旋转体的斜面或侧面即旋转面上配置为带状。在这种情况下，旋转体的旋转轴RA可以并非如图4的(a)那样平行于X轴，为了提高空间的利用效率，优选配置为在包括聚光透镜组的光轴和二向色镜105的入射面(由入射光线和出射光线构建的面)的XZ面内相对于X轴适当倾斜。

Claims (9)

1.一种光源装置，其特征在于，具有：

荧光体，设置于旋转体的表面；

激发光源，具有二维排列的多个发光器件和与各发光器件对应设置的准直透镜，并输出用于激发所述荧光体的激发光；

二向色镜，反射来自所述激发光源的激发光，并透射来自所述荧光体的荧光；

聚光透镜组，配置在所述二向色镜与所述荧光体之间；以及

透镜阵列，配置在所述激发光源与所述二向色镜之间，并且使来自所述激发光源的激发光在所述旋转体的表面上在通过所述旋转体的旋转轴的直径方向上扩展，且在所述旋转体的表面上在所述旋转体的圆周方向上聚光。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述多个发光器件被配置为使发光部的长边方向为相同的取向，并且使S偏光的激发光入射到所述二向色镜上。

3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述旋转体的旋转轴配置于由所述聚光透镜组的光轴和所述二向色镜的入射面限定的面内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述透镜阵列包括：第一柱面透镜阵列，排列有多个第一柱面透镜，所述第一柱面透镜使所述激发光在所述旋转体的圆周方向上聚光；以及第二柱面透镜阵列，排列有多个第二柱面透镜，所述第二柱面透镜使所述激发光在通过所述旋转体的旋转轴的直径方向上扩展。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

所述第二柱面透镜的曲率半径小于所述第一柱面透镜的曲率半径。

6.根据权利要求4或5所述的光源装置，其特征在于，

所述第一柱面透镜阵列和所述第二柱面透镜阵列被一体化。

7.根据权利要求4或5所述的光源装置，其特征在于，

所述第一柱面透镜阵列和所述第二柱面透镜阵列被分开。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述透镜阵列具有复曲面阵列面，所述复曲面阵列面使所述激发光在通过所述旋转体的旋转轴的直径方向上扩展，且使所述激发光在所述旋转体的圆周方向上聚光。

9.一种投影显示装置，其特征在于，具备：

权利要求1至8中任一项所述的光源装置；

光调制器件；以及

投影镜头。

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