CN113433782B - 光源装置和投影仪 - Google Patents

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Abstract

光源装置和投影仪。本发明的光源装置具有第1光源、第2光源、波长转换部、偏振分离合成元件、对第2光进行反射并且使从波长转换部射出的第3光透过的分色镜、相位差板、扩散部和会聚光学部。会聚光学部具有第1端部、第2端部和反射部。经由偏振分离合成元件的第2光从第2端部朝向第1端部通过会聚光学部而入射到分色镜。被分色镜反射的第2光通过会聚光学部而入射到偏振分离合成元件。从波长转换部射出而透过分色镜的第3光通过会聚光学部而入射到偏振分离合成元件。偏振分离合成元件合成被分色镜反射的第2光和从波长转换部射出的第3光。

Description

光源装置和投影仪
技术领域
本发明涉及光源装置和投影仪。
背景技术
作为用于投影仪的光源装置，提出了利用在将从发光元件射出的激励光照射到荧光体时从荧光体发出的荧光的光源装置。在下述的专利文献1中公开了光源装置，该光源装置具有包含荧光体的平板状的波长转换部件和射出激励光的发光二极管(LED)，从波长转换部件的多个面中的面积较大的面入射激励光，从波长转换部件的面积较小的面射出转换光。
专利文献1：日本特表2008-521233号公报
在现有的光源装置中生成白色的照明光的情况下，除了射出荧光的光源单元以外，另外还需要生成蓝色光的蓝色光源单元，因此，存在装置结构大型化的问题。
发明内容
为了解决上述的课题，根据本发明的第1方式，提供一种光源装置，其特征在于，所述光源装置具有：第1光源，其射出具有第1波段的第1光；第2光源，其射出具有第2波段的第2光；波长转换部，其包含荧光体，将从所述第1光源射出的所述第1光转换为与所述第1波段不同的第3波段的第3光；偏振分离合成元件，其配置于所述第2光的光路，具有对于所述第2光的偏振分离功能；分色镜，其对从所述第2光源射出并经由所述偏振分离合成元件的所述第2光进行反射，并且使从所述波长转换部射出的所述第3光透过；相位差板，其配置于所述第2光的光路中的所述偏振分离合成元件与所述分色镜之间；扩散部，其配置于所述第2光的光路中的所述偏振分离合成元件与所述分色镜之间；以及会聚光学部，其使从所述波长转换部射出并透过所述分色镜的所述第3光和被所述分色镜反射的所述第2光会聚，所述会聚光学部具有：第1端部；第2端部；以及反射部，其使所入射的光反射，从所述第2光源射出并经由所述偏振分离合成元件的所述第2光从所述第2端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第1端部射出，入射到所述分色镜，被所述分色镜反射的所述第2光从所述第1端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第2端部射出，入射到所述偏振分离合成元件，从所述波长转换部射出并透过所述分色镜的所述第3光从所述第1端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第2端部射出，入射到所述偏振分离合成元件，所述偏振分离合成元件合成被所述分色镜反射的所述第2光和从所述波长转换部射出的所述第3光而生成合成光。
根据本发明的第2方式，提供一种投影仪，其特征在于，所述投影仪具有：本发明的第1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；以及投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制后的光。
附图说明
图1是示出第1实施方式的投影仪的结构的图。
图2是光源装置的概略结构图。
图3是第1实施方式的变形例的光源装置的主要部分放大图。
图4是第2实施方式的光源装置的概略结构图。
图5是第3实施方式的光源装置的概略结构图。
图6是第3实施方式的分色镜的俯视图。
图7是第4实施方式的光源装置的概略结构图。
图8是第4实施方式的光源装置的俯视图。
标号说明
1：投影仪；2、2A、102、202：光源装置；4B、4G、4R：光调制装置；6：投射光学装置；50：波长转换部；51：第1光源；52、152：第2光源；53、153、253：偏振分离合成元件；54：角度转换部(会聚光学部)；54a：第1端部；54b：第2端部；54c：侧面(反射部)；55：反射镜；56：分色镜；57：扩散部；58：相位差板；59：粘接层；60：会聚透镜；61：分色镜(其他分色镜)；61a：开口；E：激励光(第1光)；B：蓝色光(第2光)；J1：光轴；WL：照明光(合成光)；Y：荧光(第3光)。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明的一个实施方式进行说明。
本实施方式的投影仪是使用了液晶面板作为光调制装置的投影仪的一例。
另外，在以下的各图中，为了容易观察各结构要素，有时按照结构要素而示出不同的比例尺。
(第1实施方式)
图1是示出本实施方式的投影仪的结构的图。
图1所示的本实施方式的投影仪1是在屏幕(被投影面)SCR上显示彩色图像的投影型图像显示装置。投影仪1使用与红色光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具有光源装置2、均匀照明光学系统40、颜色分离光学系统3、光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B、合成光学系统5和投射光学装置6。
光源装置2朝均匀照明光学系统40射出照明光WL。之后详细说明光源装置2的详细结构。
均匀照明光学系统40具有积分器光学系统31、偏振转换元件32和重叠光学系统33。积分器光学系统31具有第1透镜阵列31a和第2透镜阵列31b。偏振转换元件32对从积分器光学系统31射出的光的偏振方向进行转换。具体而言，偏振转换元件32被第1透镜阵列31a分割，将从第2透镜阵列31b射出的各部分光束转换为线偏振光。偏振转换元件32具有：偏振分离层，其使从光源装置2射出的照明光W所包含的偏振光成分中的一方的线偏振光成分直接透过，并且使另一方的线偏振光成分向与光轴垂直的方向反射；反射层，其将被偏振分离层反射后的另一方的线偏振光成分向与光轴平行的方向反射；以及相位差板，其将被反射层反射后的另一方的线偏振光成分转换为一方的线偏振光成分。重叠光学系统33与积分器光学系统31协作而使被照明区域中的照明光WL的照度分布均匀。
这样，均匀照明光学系统40使从光源装置2射出的照明光WL的强度分布分别在作为被照明区域的光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B中变得均匀。从均匀照明光学系统40射出的照明光WL入射到颜色分离光学系统3。
颜色分离光学系统3将白色的照明光WL分离为红色光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和第2中继透镜9b。
第1分色镜7a将来自光源装置2的照明光WL分离为红色光LR和其它光(绿色光LG和蓝色光LB)。第1分色镜7a使分离的红色光LR透过，并且对其它光(绿色光LG和蓝色光LB)进行反射。另一方面，第2分色镜7b将其它光分离为绿色光LG和蓝色光LB。第2分色镜7b对分离得到的绿色光LG进行反射，并且使蓝色光LB透过。
第1反射镜8a配置于红色光LR的光路中，将透过第1分色镜7a的红色光LR朝向光调制装置4R反射。另一方面，第2反射镜8b和第3反射镜8c配置于蓝色光LB的光路中，将透过第2分色镜7b的蓝色光LB朝向光调制装置4B反射。此外，绿色光LG通过第2分色镜7b朝向光调制装置4G反射。
第1中继透镜9a和第2中继透镜9b配置于蓝色光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校正由于蓝色光LB的光路长度比红色光LR或绿色光LG的光路长度长而引起的蓝色光LB的照明分布的不同。
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。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。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。
光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B例如使用了透射型液晶面板。此外，在液晶面板的入射侧和射出侧分别配置有偏振片(未图示)，成为仅使特定方向的线偏振光通过的结构。
在光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B的入射侧分别配置有场透镜10R、场透镜10G和场透镜10B。场透镜10R、场透镜10G和场透镜10B使入射到各个光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B的红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB的主光线平行。
合成光学系统5通过使从光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B射出的图像光入射，合成与红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB对应的图像光，将合成的图像光朝向投射光学装置6射出。合成光学系统5例如使用十字分色棱镜。
投射光学装置6由多个投影透镜构成。投射光学装置6将由合成光学系统5合成的图像光朝向屏幕SCR放大投射。由此，在屏幕SCR上显示图像。
下面，对光源装置2进行说明。
图2是光源装置2的概略结构图。
如图2所示，光源装置2具有波长转换部50、第1光源51、第2光源52、偏振分离合成元件53、角度转换部(会聚光学部)54、反射镜55、分色镜56、扩散部57、相位差板58和粘接层59。
波长转换部50具有四棱柱状的形状，并具有相互对置的第1端部50a及第2端部50b、与第1端部50a及第2端部50b交叉的4个侧面50c。波长转换部50至少包含荧光体，将激励波段的激励光E转换为具有与作为激励波长的第1波段不同的第3波段的荧光(第3光)Y。在波长转换部50中，激励光E从侧面50c入射，荧光Y从第1端部50a射出。
另外，波长转换部50不一定具有四棱柱状的形状，也可以为三棱柱等其他多棱形状。或者，波长转换部50也可以为圆柱状。
波长转换部50包含将激励光E波长转换为荧光Y的陶瓷荧光体(多晶荧光体)。荧光Y的波段例如为490～750nm的黄色的波长范围。即，荧光Y是包含红色光成分和绿色光成分的黄色荧光。
波长转换部50也可以包含单晶荧光体替代多晶荧光体。或者，波长转换部50也可以由荧光玻璃构成。或者，波长转换部50也可以由在利用玻璃或树脂构成的粘结剂中分散多个荧光体粒子而成的材料构成。由这样的材料构成的波长转换部50将激励光E转换为第1波段的荧光Y。
具体而言，波长转换部50的材料例如包含钇铝石榴石(YAG)系荧光体。以含有作为活化剂的铈(Ce)的YAG：Ce为例，波长转换部50的材料可以使用混合包含Y2O3、Al2O3、CeO3等构成元素的原料粉末而进行固相反应后的材料、通过共沉淀法、溶胶凝胶法等湿式法获得的Y-Al-O无定形粒子、通过喷雾干燥法、火焰热分解和热等离子体法等气相法获得的YAG粒子等。
第1光源51具有射出蓝色的激励光(第1光)E的LED。第1光源51与波长转换部50的侧面50c相对设置，将激励光E朝向侧面50c射出。作为第1波段的激励波段例如是400nm～480nm的蓝色的波长范围，峰值波长例如为445nm。即，激励光E为蓝色光。第1光源51可以设置成与波长转换部50的4个侧面50c中的、一部分的侧面50c相对，也可以设置成与全部的侧面50c相对。
第1光源51具有射出蓝色的激励光E的LED，但是，除了LED以外，还可以具有导光板、扩散板、透镜等其他光学部件。LED的个数未特别限定。
反射镜55设置于波长转换部50的第2端部50b。反射镜55对波长转换部50的内部进行导光，使到达第2端部50b的荧光Y反射。反射镜55由形成在波长转换部50的第2端部50b上的金属膜、电介质多层膜构成。
在上述结构的光源装置2中，当从第1光源51射出的激励光E入射到波长转换部50时，激励波长转换部50所包含的荧光体，从任意的发光点发出荧光Y。荧光Y从任意的发光点朝向全部方向前进，但是，朝向侧面50c的荧光Y被侧面50c全反射，反复进行全反射并朝向第1端部50a或第2端部50b前进。朝向第1端部50a的荧光Y入射到角度转换部54。另一方面，朝向第2端部50b的荧光Y被反射镜55反射，朝向第1端部50a前进。
入射到波长转换部50的激励光E中的、未在荧光体的激励中使用的激励光E的一部分由设置于第2端部50b的反射镜55反射，因此，封闭在波长转换部50的内部而被重新利用。
由波长转换部50生成的荧光Y入射到角度转换部54。角度转换部54作为会聚透镜发挥功能，会聚透镜设置于波长转换部50的第1端部50a的光射出侧，会聚从波长转换部50射出的荧光Y。此外，角度转换部54也具有作为对从波长转换部50射出的荧光Y进行拾取的拾取透镜的功能。角度转换部54经由粘接层59粘贴于波长转换部50的第1端部50a而被保持。角度转换部54是使所入射的光会聚的会聚光学部。
角度转换部54具有：第1端部54a，其与波长转换部50相对；第2端部54b，其与偏振分离合成元件53相对；以及侧面(反射部)54c，其使所入射的光反射。角度转换部54的侧面54c作为使所入射的光反射的反射部发挥功能。从第1端部54a入射的光的一部分由作为反射部的侧面54c朝向第2端部54b反射，从第1端部入射到角度转换部54的光被会聚。此外，从第2端部54b入射的光的一部分由作为反射部的侧面54c朝向第1端部54a反射，从第2端部54b入射到角度转换部54的光被会聚。
在本实施方式中，角度转换部54由复合抛物面型聚光器(Compound ParabolicConcentrator，CPC)构成。会聚光学部即角度转换部54例如利用由玻璃或透光性树脂等折射率比空气高的透光性材料形成的部件构成。利用角度转换部54的侧面54c、即透光性材料的侧面的与外部的折射率差，使入射到角度转换部54的光反射。角度转换部54的与光轴J1交叉的(垂直的)截面积沿着光的行进方向扩大，第2端部54b的截面积比第1端部54a的截面积大。基于包含侧面54c的光轴J1的面的截面由抛物面构成。另外，角度转换部54的光轴与波长转换部50的光轴J1一致。作为角度转换部54，也可以使用锥形棒。在作为角度转换部54使用锥形棒的情况下，也能够获得与使用CPC的情况相同的效果。此外，角度转换部54不限于此，也可以在侧面设置有反射镜，在该情况下，也可以是在筒状的侧面设置有反射镜的中空构造。
入射到上述结构的角度转换部54的荧光Y在角度转换部54的内部行进的期间内，每当由侧面54c全反射时，朝向变更为与光轴J1平行的方向。这样，角度转换部54使第2端部54b中的荧光Y的最大射出角度比第1端部54a中的荧光Y的最大入射角度小。即，角度转换部54使荧光Y平行而从第2端部54b射出。以这样的方式使荧光Y平行而射出，由此，能够提高配置于后级的均匀照明光系统40中的光利用效率。另外，也可以根据需要在角度转换部54的光射出侧设置准直透镜来进一步提高从第2端部54b射出的光的平行度。
一般而言，保存由光射出区域的面积与光的立体角(最大射出角)之积规定的光的扩展量，因此，在角度转换部54的透过前后，也保存荧光Y的扩展量。本实施方式的角度转换部54具有如上述那样使第2端部54b的截面积比第1端部54a的截面积大的结构。因此，即使基于保存扩展量的观点，本实施方式的角度转换部54也能够使第2端部54b中的荧光Y的最大射出角度成为比入射到第1端部54a的荧光Y的最大入射角小的角度。
第2光源52包含多个半导体激光器52a。此处，在将通过波长转换部50的第1端部50a和第2端部50b的中心的中心轴定义为波长转换部50的光轴J1时，将与波长转换部50的光轴J1垂直并通过偏振分离合成元件53的中心的轴定义为第2光源52的光轴J2。
在从光轴J2的方向观察时，第2光源52具有呈阵列地排列有多个半导体激光器52a的结构。多个半导体激光器52a分别射出与荧光Y的第3波段不同的第2波段的蓝色激光Ba。第2波段例如为440nm～480nm的蓝色的波段。另外，第2光源52也可以仅由一个半导体激光器52a构成。以下，第2光源52射出包含从多个半导体激光器52a射出的多个蓝色激光Ba的蓝色光(第2光)B。
偏振分离合成元件53设置于波长转换部50的第1端部50a的光射出侧。偏振分离合成元件53配置成与波长转换部50的光轴J1及第2光源52的光轴J2成45度的角度。
偏振分离合成元件53具有相对于蓝色光B的偏振分离功能。即，偏振分离合成元件53针对入射的光中的蓝色光B具有对S偏振成分进行反射并使P偏振成分透过的偏振分离功能。另一方面，偏振分离合成元件53针对从波长转换部50射出并且波长范围与蓝色光B不同的黄色的荧光Y具有使其与偏振状态无关地透过的颜色分离功能。在本实施方式的情况下，从第2光源52射出的蓝色光B作为对于偏振分离合成元件53的S偏振成分入射到偏振分离合成元件53。因此，从第2光源52射出的蓝色光B被偏振分离合成元件53朝向角度转换部54反射。
在本实施方式中，扩散部57和相位差板58配置在蓝色光B的光路中的偏振分离合成元件53与分色镜56之间。在本实施方式中，相位差板58设置于角度转换部54的第2端部54b，扩散部57形成于角度转换部54的第1端部54a。
相位差板58由1/4波长板构成。由此，相位差板58将被偏振分离合成元件53反射的S偏振成分的蓝色光B转换为例如右旋的圆偏振的蓝色光Bc1。透过相位差板58的蓝色光Bc1入射到角度转换部54。
蓝色光Bc1从第2端部54b朝向第1端部54a通过角度转换部54，入射到扩散部57，该扩散部57设置于第1端部54a。在本实施方式中，扩散部57与角度转换部54一体地形成。扩散部57由实施纹理处理、凹痕处理等加工而形成的凸构造、凹构造或凹凸构造构成。另外，作为扩散部57，优选抑制多重散射，通过抑制多重散射，能够抑制蓝色光Bc1的偏振状态的紊乱。
蓝色光Bc1透过扩散部57而入射到粘接层59。在本实施方式中，粘接层59的折射率与角度转换部54的折射率不同。因此，在蓝色光Bc1通过扩散部57而入射到粘接层59时，根据扩散部57与粘接层59的界面的折射率差和凹凸构造，向各种方向散射。由此，蓝色光Bc1透过扩散部57而被扩散。
通过透过扩散部57而扩散的蓝色光Bc1透过粘接层59内而入射到分色镜56。即，蓝色光Bc1经由相位差板58、角度转换部54和扩散部57入射到分色镜56。
在本实施方式中，分色镜56配置在蓝色光B的光路中的偏振分离合成元件53与波长转换部50之间。具体而言，分色镜56设置在波长转换部50的第1端部50a与粘接层59之间。分色镜56由电介质多层膜构成。
分色镜56将从第2光源52射出的蓝色光B(蓝色光Bc1)朝向偏振分离合成元件53反射，并且使在波长转换部50的内部生成的荧光Y透过。分色镜56使右旋圆偏振的蓝色光Bc1的光路以向相反方向折返的方式反射。这时，右旋圆偏振的蓝色光Bc1被分色镜56作为左旋圆偏振的蓝色光Bc2反射。
此外，入射到波长转换部50的激励光E中的、未在荧光体的激励中使用的激励光E的一部分被设置于第1端部50a的分色镜56反射，封闭在波长转换部50的内部并在生成荧光Y时被重新利用。
被分色镜56反射的蓝色光Bc2再次透过扩散部57而被扩散，入射到角度转换部54的第1端部54a。在本实施方式中，蓝色光Bc2二次透过扩散部57，因此，能够减少由激光构成的蓝色光B引起的斑点噪声。
虽然省略图示，但是，蓝色光Bc2在角度转换部54的内部行进的期间内，每当被侧面54c全反射时，将朝向改变为与光轴J1平行的方向。因此，与荧光Y同样，蓝色光Bc2在平行化的状态下从第2端部54b射出。
蓝色光Bc2在从角度转换部54射出时，再次透过设置于第2端部54b的相位差板58。左旋圆偏振的蓝色光Bc2通过相位差板58转换为P偏振成分的蓝色光B1。以这样的方式被分色镜56反射的蓝色光Bc2从第1端部54a朝向第2端部54b通过角度转换部54而作为P偏振成分的蓝色光B1入射到偏振分离合成元件53。即，蓝色光B1被角度转换部54平行化。
偏振分离合成元件53使P偏振成分的蓝色光B1透过，并且使荧光Y与偏振状态无关地透过。由此，偏振分离合成元件53合成蓝色光B1和荧光Y，生成白色的照明光(合成光)WL。
在上述结构的光源装置2中，当从第1光源51射出的激励光E入射到波长转换部50时，激励波长转换部50包含的荧光体，从任意的发光点发出荧光Y。荧光Y从任意的发光点P朝向全部方向前进，但是，朝向侧面50c的荧光Y被侧面50c全反射，反复进行全反射并朝向第1端部50a或第2端部50b前进。朝向第1端部50a的荧光Y透过分色镜56，被扩散部57扩散而入射到角度转换部54。入射到角度转换部54的荧光Y被平行化而入射到偏振分离合成元件53。
另一方面，朝向第2端部50b的荧光Y被反射镜55反射，朝向第1端部50a前进。
入射到波长转换部50的激励光E中的、未在荧光体的激励中使用的激励光E被设置于第1端部50a的分色镜56和设置于第2端部50b的反射镜55反射，因此，封闭在波长转换部50的内部而被重新利用。
在上述结构的光源装置2中，当从第2光源52射出的蓝色光B入射到偏振分离合成元件53时，蓝色光B作为S偏振光被偏振分离合成元件53反射。被偏振分离合成元件53反射的蓝色光B经由相位差板58、角度转换部54和扩散部57作为蓝色光Bc1入射到分色镜56。蓝色光Bc1作为蓝色光Bc2被分色镜56反射，蓝色光Bc2经由扩散部57、角度转换部54和相位差板58作为P偏振的蓝色光B1透过偏振分离合成元件53。蓝色光B1被角度转换部54平行化而入射到偏振分离合成元件53。
其结果，合成黄色的荧光Y和蓝色光B1而得到的白色的照明光WL从光源装置2射出。从光源装置2射出的照明光WL被角度转换部54平行化，因此，如图1所示，朝向均匀照明光系统40前进。而且，照明光WL利用均匀照明光学系统40对作为被照明区域的光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B均匀地进行照明。
在本实施方式的情况下，从波长转换部50射出黄色的荧光Y，从第2光源52射出蓝色光B，合成荧光Y和蓝色光B而得到白色的照明光WL，因此，通过调整荧光Y的光量与蓝色光B的光量的平衡，能够调整照明光WL的白平衡。作为具体的白平衡的调整方法，例如可以采用如下结构：在光源装置2中预先设置分别检测荧光量和蓝色光量的传感器，根据传感器检测出的各光量的相对于标准值的偏差，适当地调整向第1光源51、第2光源52供给的电力。
(实施方式的效果)
根据本实施方式的光源装置2，起到以下的效果。
本实施方式的光源装置2具有：第1光源51，其射出激励光E；第2光源52，其射出蓝色光B；波长转换部50，其包含荧光体，将从第1光源51射出的激励光E转换为荧光Y；偏振分离合成元件53，其具有对于蓝色光B的偏振分离功能；分色镜56，其配置于蓝色光B的光路中的偏振分离合成元件53与波长转换部50之间，将蓝色光B朝向偏振分离合成元件53反射并且使荧光Y透过；相位差板58，其配置于蓝色光B的光路中的偏振分离合成元件53与分色镜56之间；扩散部57，其配置于蓝色光B的光路中的偏振分离合成元件53与分色镜56之间；以及角度转换部54，其设置于波长转换部50的光射出侧，使从波长转换部50射出的荧光Y和被分色镜56反射的蓝色光B会聚。角度转换部54具有：第1端部54a，其与波长转换部50相对；第2端部54b，其与偏振分离合成元件53相对；以及侧面54c，其使所入射的光反射。
从第2光源52射出而经由偏振分离合成元件53的蓝色光B从第2端部54b朝向第1端部54a通过角度转换部54并入射到分色镜56。被分色镜56反射的蓝色光Bc2从第1端部54a朝向第2端部54b通过角度转换部54而入射到偏振分离合成元件53。从波长转换部50射出的荧光Y从第1端部54a朝向第2端部54b通过角度转换部54而入射到偏振分离合成元件53。偏振分离合成元件53合成被分色镜56反射的蓝色光B1和从波长转换部50射出的荧光Y，生成照明光WL。
在本实施方式的光源装置2中，能够由角度转换部54兼用作使被分色镜56反射的蓝色光B1平行化而入射到偏振分离合成元件53的拾取光学系统和使从波长转换部50射出的荧光Y平行化而入射到偏振分离合成元件53的拾取光学系统。由此，能够通过紧凑的结构实现可得到白色的照明光WL的光源装置2。
此外，在本实施方式的光源装置2中，扩散部57形成于角度转换部54的第1端部54a。
根据该结构，由于能够与角度转换部54一体地形成扩散部57，所以能够削减部件数量。
此外，在本实施方式的光源装置2中，角度转换部54经由粘接层59而保持于波长转换部50，粘接层59的折射率与角度转换部54的折射率不同。
根据该结构，由于在扩散部57与粘接层59的界面产生折射率差，所以能够实现在角度转换部54的第1端部54a形成有扩散部57的结构。
此外，在本实施方式的光源装置2中，相位差板58设置于角度转换部54的第2端部54b。
根据该结构，能够在与形成有扩散部57的第1端部54a不同的第2端部54b形成相位差板58。由此，容易进行组装制造。
此外，在本实施方式的光源装置2中，相位差板58为1/4波长板。
根据该结构，从第2光源52射出的蓝色光B二次通过相位差板58，由此能够使蓝色光B的偏振状态从相对于偏振分离合成元件53的P偏振变化为S偏振。由此，偏振分离合成元件53能够将从第2光源52射出的蓝色光B作为S偏振光进行反射，使被分色镜56反射来的蓝色光B1作为P偏振光透过。即，能够实现偏振分离合成元件53相对于蓝色光B具有偏振分离功能的结构。
此外，在本实施方式的光源装置2中，角度转换部54的与光轴J1交叉的(垂直的)截面积从第1端部54a朝向第2端部54b扩大。
根据该结构，从第1端部54a入射的光在角度转换部54的内部行进的期间内，每当被侧面54c全反射时，将朝向变更为与光轴J1平行的方向。即，角度转换部54能够使包含荧光Y和蓝色光B1的照明光WL平行化而从第2端部54b射出。
本发明的投影仪具有：上述的光源装置2；光调制装置4R、4G、4B，其根据图像信息对来自光源装置2的光进行调制；以及投射光学装置6，其投射由光调制装置4R、4G、4B调制后的光。
根据本实施方式的投影仪1，具有上述的光源装置2，因此，可实现小型化，并且光利用效率优异。
(变形例)
在本实施方式的光源装置2中，配置扩散部57和相位差板58的位置只要是蓝色光B的光路中的偏振分离合成元件53与分色镜56之间，则没有特别限定。
图3是第1实施方式的变形例的光源装置2A的主要部分放大图。在图3中，对与图2相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图3所示，在本变形例的光源装置2A中，扩散部57和相位差板58配置在角度转换部54的第2端部54b与偏振分离合成元件53之间。即，在本变形例中，扩散部57及相位差板58与角度转换部54分体地构成。
在本变形例中，扩散部57配置于比相位差板58更接近第2端部54b的位置。扩散部57设置于相位差板58。在本变形例的光源装置2A中，扩散部57与角度转换部54分体地构成。因此，能够将角度转换部54的第1端部54a和第2端部54b形成为平面，所以，容易制造角度转换部54。
此外，在第1实施方式中，列举了与角度转换部54的第1端部54a一体地形成扩散部的情况为例，但也可以设置成将分体地形成的扩散部57粘贴在第1端部54a上。
此外，在第1实施方式中，扩散部57的结构没有限定，例如也可以采用在粘接层59内分散有具有与粘接层59不同的折射率的多个填充剂的结构。
另外，也可以是，仅扩散部57配置在角度转换部54的第2端部54b与偏振分离合成元件53之间，相位差板58配置于角度转换部54的第1端部54a侧。
(第2实施方式)
接着，对本发明的第2实施方式的光源装置进行说明。对本实施方式与第1实施方式共同的结构标注相同标号，省略详细内容的说明。
图4是本实施方式的光源装置102的概略结构图。
如图4所示，光源装置102具有波长转换部50、第1光源51、第2光源52、偏振分离合成元件153、角度转换部54、反射镜55、分色镜56、扩散部57、相位差板58、粘接层59和会聚透镜60。
在本实施方式中，从第2光源52射出的蓝色光B入射到会聚透镜60。会聚透镜60例如由1枚凸透镜构成，使从第2光源52射出的蓝色光B在会聚的状态下入射到偏振分离合成元件153。即，本实施方式的光源装置102具有使蓝色光B会聚的会聚透镜60，蓝色光B在由会聚透镜60会聚的状态下入射到分色镜56。
在本实施方式的光源装置102中，蓝色光B在由会聚透镜60会聚的状态下入射到偏振分离合成元件153，因此，能够使偏振分离合成元件153的尺寸小型化。
此处，荧光Y和蓝色光B1能够透过偏振分离合成元件153，但是，在透过偏振分离合成元件153时会产生不少损耗。与此相对，根据本实施方式的光源装置102，在从沿着光轴J1的方向观察的情况下，偏振分离合成元件153的大小比角度转换部54的第2端部54b小。因此，从角度转换部54的第2端部54b射出的蓝色光B1和荧光Y的光路的一部分不透过偏振分离合成元件153而直接入射到均匀照明光系统40。
根据本实施方式的光源装置102，能够抑制由于透过偏振分离合成元件153而引起的蓝色光B1和荧光Y的光损耗，因此，能够提高配置于后级的均匀照明光系统40的光利用效率。
(第3实施方式)
接着，对本发明的第3实施方式的光源装置进行说明。对本实施方式与第1实施方式共同的结构标注相同标号，省略详细内容的说明。
图5是本实施方式的光源装置202的概略结构图。在图5中，简化地示出了第2光源52。
如图5所示，光源装置202具有波长转换部50、第1光源51、第2光源52、偏振分离合成元件53、角度转换部54、反射镜55、分色镜56、扩散部57、相位差板58、粘接层59、会聚透镜60和分色镜(其他分色镜)61。
在本实施方式的光源装置202中，扩散部57和相位差板58配置于角度转换部54的第1端部54a。在本实施方式中，扩散部57及相位差板58与角度转换部54分体地构成。扩散部57配置于比相位差板58更接近波长转换部50的位置。
在本实施方式中，入射到角度转换部54的蓝色光B经由相位差板58和扩散部57作为蓝色光Bc1入射到分色镜56。蓝色光Bc1作为蓝色光Bc2被分色镜56反射，蓝色光Bc2经由扩散部57、相位差板58和角度转换部54作为P偏振的蓝色光B1透过偏振分离合成元件53。蓝色光B1被角度转换部54平行化而入射到偏振分离合成元件53。
在本实施方式的光源装置202中，在蓝色光B的光路中的偏振分离合成元件53与角度转换部54之间配置有分色镜61。分色镜61设置于从角度转换部54射出的荧光Y的光路的一部分。分色镜61设置于波长转换部50的第2端部50b。
分色镜61由电介质多层膜构成。分色镜61具有使在波长转换部50的内部生成的荧光Y反射并且使蓝色光B透过的特性。由分色镜61反射的荧光Y返回到波长转换部50，被再利用。
图6是从沿着光轴J1的方向观察分色镜61的俯视图。
如图6所示，分色镜61具有开口61a。分色镜61的开口61a的大小比角度转换部54的第2端部54b的大小小。因此，本实施方式的光源装置202通过将分色镜61设置于角度转换部54的第2端部54b，与不设置分色镜61的情况相比，能够减小荧光Y的光射出区域的面积。因此，光源装置202能够减小荧光Y的扩展量。
此外，本实施方式的光源装置202通过在分色镜61与波长转换部50之间往复而仅从开口61a射出荧光Y，因此，能够提高荧光Y的光密度。
如上所述，根据本实施方式的光源装置202，通过减小荧光Y的扩展量，能够高效地利用荧光Y。此外，通过提高荧光Y的光密度，能够生成明亮的照明光WL。
(第4实施方式)
接着，对本发明的第4实施方式的光源装置进行说明。对本实施方式与第3实施方式共同的结构标注相同标号，省略详细内容的说明。
图7是本实施方式的光源装置302的概略结构图。
如图7所示，光源装置302具有波长转换部50、第1光源51、第2光源152、偏振分离合成元件253、角度转换部54、反射镜55、分色镜56、扩散部57、相位差板58、粘接层59、会聚透镜60和分色镜(其他分色镜)62。
本实施方式的第2光源152包含一对光源部152a、152b。
在本实施方式的光源装置302中，一对光源部152a、152b隔着光轴J1配置。一对光源部152a、152b配置成相互面对。另外，光源部152a、152b的光轴J3相互一致。光轴J3与光轴J1垂直。各光源部152a、152b在从光轴J3的方向观察时，具有呈阵列地配置有多个半导体激光器(省略图示)的结构。
本实施方式的偏振分离合成元件253包含一对偏振分离镜253a、253b。另外，偏振分离镜253a、253b除了尺寸以外，具有与上述实施方式的偏振分离合成元件53相同的光学特性。
在本实施方式的光源装置302中，偏振分离镜253a、253b与各光源部152a、152b对应。偏振分离镜253a配置成与波长转换部50的光轴J1及光源部152a的光轴J3成45度的角度。同样，偏振分离镜253b配置成与波长转换部50的光轴J1及光源部152b的光轴J3成45度的角度。另外，偏振分离镜253a、253b借助棱镜部件254而设置于分色镜61。
偏振分离镜253a将从光源部152a射出的蓝色光B朝向角度转换部54反射，偏振分离镜253b将从光源部152b射出的蓝色光B朝向角度转换部54反射。
图8是从沿着光轴J1的方向观察光源装置302的俯视图。
如图8所示，偏振分离合成元件253与分色镜61中的开口61a的非形成区域对应地设置。具体而言，偏振分离镜253a、253b设置成不与分色镜61的开口61a重叠。即，偏振分离合成元件253不与作为荧光Y的光射出口发挥功能的分色镜61的开口61a重叠。
此处，荧光Y能够透过构成偏振分离合成元件253的偏振分离镜253a、253b，但是，在透过偏振分离镜253a、253b时产生不少损耗。与此相对，根据本实施方式的光源装置302，偏振分离合成元件253不与作为荧光Y的光射出口的开口61a重叠，因此，从分色镜61的开口61a射出的荧光Y在不透过偏振分离合成元件253的情况下，直接入射到均匀照明光系统40。
因此，根据本实施方式的光源装置302，能够抑制由于透过偏振分离合成元件253而引起的荧光Y的光损耗，因此，能够提高配置于后级的均匀照明光系统40的光利用效率。
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主旨的范围内施加各种变更。
例如，在上述实施方式中，说明了将本发明的光源装置应用于透射型投影仪的情况的例子，但本发明的光源装置还能够应用于反射型投影仪。这里，“透射型”是指包含液晶面板等的液晶光阀使光透过的方式。“反射型”是指液晶光阀对光进行反射的方式。另外，光调制装置不限于液晶光阀，例如也可以使用数字微镜器件。
此外，在上述实施方式中，虽然列举了使用3个液晶面板的投影仪的例子，但本发明还能够应用于仅使用1个液晶光阀的投影仪、使用4个以上的液晶光阀的投影仪。
另外，在上述各实施方式中，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。本发明的光源装置还能够应用于照明器材或汽车的前照灯等。

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，其具有：
第1光源，其射出具有第1波段的第1光；
第2光源，其射出具有第2波段的第2光；
波长转换部，其包含荧光体，将从所述第1光源射出的所述第1光转换为与所述第1波段不同的第3波段的第3光；
偏振分离合成元件，其配置于所述第2光的光路，具有对于所述第2光的偏振分离功能；
分色镜，其对从所述第2光源射出并经由所述偏振分离合成元件的所述第2光进行反射，并且使从所述波长转换部射出的所述第3光透过；
相位差板，其配置于所述第2光的光路中的所述偏振分离合成元件与所述分色镜之间；
扩散部，其配置于所述第2光的光路中的所述偏振分离合成元件与所述分色镜之间；以及
会聚光学部，其使从所述波长转换部射出并透过所述分色镜的所述第3光和被所述分色镜反射的所述第2光会聚，
所述会聚光学部具有：
第1端部；
第2端部；以及
反射部，其使所入射的光反射，
所述扩散部形成于所述会聚光学部的所述第1端部，
所述会聚光学部经由粘接层而保持于所述波长转换部，
所述粘接层的折射率与所述会聚光学部的折射率不同，
从所述第2光源射出并经由所述偏振分离合成元件的所述第2光从所述第2端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第1端部射出，入射到所述分色镜，
被所述分色镜反射的所述第2光从所述第1端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第2端部射出，入射到所述偏振分离合成元件，
从所述波长转换部射出并透过所述分色镜的所述第3光从所述第1端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第2端部射出，入射到所述偏振分离合成元件，
所述偏振分离合成元件合成被所述分色镜反射的所述第2光和从所述波长转换部射出的所述第3光而生成合成光。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述相位差板设置于所述会聚光学部的所述第2端部。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述相位差板配置在所述会聚光学部的所述第2端部与所述偏振分离合成元件之间。
4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述光源装置具有会聚透镜，该会聚透镜使所述第2光会聚，
所述第2光在由所述会聚透镜会聚的状态下入射到所述偏振分离合成元件。
5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述相位差板为1/4波长板。
6.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述会聚光学部的与光轴交叉的截面积从所述第1端部朝向所述第2端部扩大。
7.一种光源装置，其特征在于，其具有：
第1光源，其射出具有第1波段的第1光；
第2光源，其射出具有第2波段的第2光；
波长转换部，其包含荧光体，将从所述第1光源射出的所述第1光转换为与所述第1波段不同的第3波段的第3光；
偏振分离合成元件，其配置于所述第2光的光路，具有对于所述第2光的偏振分离功能；
分色镜，其对从所述第2光源射出并经由所述偏振分离合成元件的所述第2光进行反射，并且使从所述波长转换部射出的所述第3光透过；
相位差板，其配置于所述第2光的光路中的所述偏振分离合成元件与所述分色镜之间；
扩散部，其配置于所述第2光的光路中的所述偏振分离合成元件与所述分色镜之间；
会聚光学部，其使从所述波长转换部射出并透过所述分色镜的所述第3光和被所述分色镜反射的所述第2光会聚；以及
其他分色镜，所述其他分色镜配置在所述第2光的光路中的所述偏振分离合成元件与所述会聚光学部之间，
所述会聚光学部具有：
第1端部；
第2端部；以及
反射部，其使所入射的光反射，
从所述第2光源射出并经由所述偏振分离合成元件的所述第2光从所述第2端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第1端部射出，入射到所述分色镜，
被所述分色镜反射的所述第2光从所述第1端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第2端部射出，入射到所述偏振分离合成元件，
从所述波长转换部射出并透过所述分色镜的所述第3光从所述第1端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第2端部射出，入射到所述偏振分离合成元件，
所述偏振分离合成元件合成被所述分色镜反射的所述第2光和从所述波长转换部射出的所述第3光而生成合成光，
所述其他分色镜设置于从所述波长转换部射出的所述第3光的光路的一部分，对所述第3光进行反射并且使所述第2光透过。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，
所述其他分色镜设置于所述会聚光学部的所述第2端部。
9.一种光源装置，其特征在于，
其具有：
第1光源，其射出具有第1波段的第1光；
第2光源，其射出具有第2波段的第2光；
波长转换部，其包含荧光体，将从所述第1光源射出的所述第1光转换为与所述第1波段不同的第3波段的第3光；
偏振分离镜，其配置于所述第2光的光路，具有对于所述第2光的偏振分离功能；
分色镜，其对从所述第2光源射出并经由所述偏振分离镜的所述第2光进行反射，并且使从所述波长转换部射出的所述第3光透过；
相位差板，其配置于所述第2光的光路中的所述偏振分离镜与所述分色镜之间；
扩散部，其配置于所述第2光的光路中的所述偏振分离镜与所述分色镜之间；
会聚光学部，其使从所述波长转换部射出并透过所述分色镜的所述第3光和被所述分色镜反射的所述第2光会聚；以及
其他分色镜，所述其他分色镜配置在所述第2光的光路中的所述偏振分离镜与所述会聚光学部之间，并且具有开口，
所述其他分色镜设置于从所述波长转换部射出的所述第3光的光路的一部分，对所述第3光进行反射并且使所述第2光透过，
所述会聚光学部具有：
第1端部；
第2端部；以及
反射部，其使所入射的光反射，
从所述第2光源射出并经由所述偏振分离镜的所述第2光从所述第2端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第1端部射出，入射到所述分色镜，
被所述分色镜反射的所述第2光从所述第1端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第2端部射出，
从所述波长转换部射出并透过所述分色镜的所述第3光从所述第1端部入射到所述会聚光学部，通过所述会聚光学部而从所述第2端部射出，
所述偏振分离镜与所述其他分色镜中的所述开口的非形成区域对应地设置，
被所述分色镜反射的所述第2光和从所述波长转换部射出的所述第3光入射到所述其他分色镜的所述开口中。
10.一种投影仪，其特征在于，其具有：
权利要求1～9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；以及
投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制后的光。
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