CN114265274B - 光源装置和投影仪 - Google Patents

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Abstract

光源装置和投影仪，可射出偏振方向一致的多种色光。光源装置具有：射出第1光和第2光的第1、第2光源部；第1偏振分离元件，透射向第1偏振方向偏振的第1光和第2光，反射向第2偏振方向偏振的第1光；第2偏振分离元件，反射向第1偏振方向偏振的第1光；第1扩散元件，使从第1偏振分离元件入射的第1光扩散；波长转换元件，对第1光进行波长转换而射出第3光；第2扩散元件，使从第2偏振分离元件入射的第2光扩散。第2偏振分离元件透射向第1偏振方向偏振的第3光，反射向第2偏振方向偏振的第3光，第1偏振分离元件透射从第1扩散元件射出的第1光，反射向第2偏振方向偏振的第3光，第2偏振分离元件反射从第2扩散元件射出的第2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
已知有对从光源射出的光进行调制而生成基于图像信息的图像光，并对所生成的图像光进行投射的投影仪。在下述的专利文献1中，公开了具备光源、多个分色镜、具有微透镜阵列的液晶显示元件和投射镜头的投射型彩色图像显示装置。投射型彩色图像显示装置通过将从光源射出的白色光分离成互不相同颜色的多种色光，并使分离后的多种色光分别入射到1个液晶显示元件内的不同的子像素而进行彩色显示。在上述投射型彩色图像显示装置中，沿着从光源射出的白色光的入射光轴，红色反射分色镜、绿色反射分色镜以及蓝色反射分色镜以相互不平行的状态配置。从光源射出的白色光通过上述分色镜，从而被分离为行进方向互不相同的红色光、绿色光和蓝色光。红色光、绿色光和蓝色光以被设置在光调制元件的入射侧的微透镜在空间上分离后的状态，分别入射到光调制元件的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。
专利文献1：日本特开平4-60538号公报
在专利文献1的投射型彩色图像显示装置中，作为白色光源，采用卤素灯、氙灯等灯光源，作为光调制元件，采用液晶显示元件。从灯光源射出的光是非偏振光，但在使用液晶显示元件作为光调制元件的情况下，入射到液晶显示元件的光需要是具有特定的偏振方向的线偏振光。对此，作为均匀地照明液晶显示元件的单元，考虑在从白色光源到液晶显示元件之间，设置将入射光分割为多个部分光束的一对多透镜阵列、和使多个部分光束的偏振方向一致的偏振转换元件。在这种情况下，经常使用具有以下部件的偏振转换元件：沿着与光的入射方向交叉的方向交替排列的多个偏振分离层和多个反射层；以及设置在透过了偏振分离层的光的光路、或者由反射层反射的光的光路中的任意一个上的相位差层。但是，根据近年来的小型化的要求，在使上述投射型彩色图像显示装置小型化的情况下，难以制造偏振分离层与反射层之间的间距窄的偏振转换元件。因此，难以使具有这种偏振转换元件的光源装置小型化，进而难以使具有光源装置的投影仪小型化。基于这样的课题，要求提供一种不使用间距窄的偏振转换元件就能够射出偏振方向一致的多种色光的光源装置。
发明内容
为了解决上述的课题，根据本发明的1个方式，提供一种光源装置，其具有：光源部，其射出具有第1波段并且包含向第1偏振方向偏振的光和向与所述第1偏振方向不同的第2偏振方向偏振的光的第1光、以及具有与所述第1波段不同的第2波段的第2光；第1偏振分离元件，其使从所述光源部沿着第1方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光沿所述第1方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第1光向与所述第1方向交叉的第2方向反射，使从所述光源部沿着所述第1方向入射的所述第2光沿所述第1方向透过；第2偏振分离元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第1方向，将从所述第1偏振分离元件沿着所述第1方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光向所述第2方向反射，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第1方向入射的所述第2光沿所述第1方向透过；第1扩散元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第2方向，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第2方向入射的所述第1光扩散，将扩散的所述第1光向与所述第2方向相反的方向即第3方向射出；波长转换元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第2方向，对从所述第2偏振分离元件沿着所述第2方向入射的所述第1光进行波长转换，将具有与所述第1波段和所述第2波段不同的第3波段的第3光向所述第3方向射出；以及第2扩散元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第1方向，使从所述第2偏振分离元件沿着所述第1方向入射的所述第2光扩散，将扩散的所述第2光向与所述第1方向相反的方向即第4方向射出，所述第3光从所述波长转换元件沿着所述第3方向入射到所述第2偏振分离元件，所述第2偏振分离元件使向所述第1偏振方向偏振的所述第3光沿所述第3方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第3光向所述第4方向反射，所述第1偏振分离元件使从所述第1扩散元件沿着所述第3方向射出的所述第1光沿所述第3方向透过，将从所述第2偏振分离元件沿着所述第4方向入射的向所述第2偏振方向偏振的所述第3光向所述第3方向反射，所述第2偏振分离元件将从所述第2扩散元件沿着所述第4方向射出的所述第2光向所述第3方向反射。
根据本发明的1个方式，提供一种光源装置，其具有：光源部，其射出具有第1波段并且包含向第1偏振方向偏振的光和向与所述第1偏振方向不同的第2偏振方向偏振的光的第1光、以及具有与所述第1波段不同的第2波段的第2光；第1偏振分离元件，其使从所述光源部沿着第1方向入射的所述第1光沿所述第1方向透过，将从所述光源部沿着所述第1方向入射的所述第2光向与所述第1方向交叉的第2方向反射；第2偏振分离元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第1方向，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第1方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光沿所述第1方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第1光向所述第2方向反射；波长转换元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第2方向，对从所述第2偏振分离元件沿着所述第2方向入射的向所述第2偏振方向偏振的所述第1光进行波长转换，将具有与所述第1波段和所述第2波段不同的第3波段的第3光向与所述第2方向相反的方向即第3方向射出；第1扩散元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第1方向，使从所述第2偏振分离元件沿着所述第1方向入射的所述第1光扩散，将扩散的所述第1光向与所述第1方向相反的方向即第4方向射出；以及第2扩散元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第2方向，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第2方向入射的所述第2光扩散，将扩散的所述第2光向所述第3方向射出，所述第3光从所述波长转换元件沿着所述第3方向入射到所述第2偏振分离元件，所述第2偏振分离元件使向所述第1偏振方向偏振的所述第3光沿所述第3方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第3光向所述第4方向反射，所述第1偏振分离元件使从所述第2扩散元件沿着所述第3方向射出的所述第2光沿所述第3方向透过，将从所述第2偏振分离元件沿着所述第4方向入射的向所述第2偏振方向偏振的所述第3光向所述第3方向反射，所述第2偏振分离元件将从所述第1扩散元件沿着所述第4方向射出的所述第1光向所述第3方向反射。
根据本发明的1个方式，提供一种投影仪，其具有：本发明的1个方式的光源装置；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实施方式的光源装置的立体图。
图3是从+Y方向观察的光源装置的平面图。
图4是示出光源的主要部分结构的图。
图5是示出镜单元的结构的立体图。
图6是从-X方向+X方向观察镜单元的侧剖视图。
图7是从-X方向观察的光源装置的侧视图。
图8是从+X方向观察的光源装置的侧视图。
图9是示出多透镜上的各色光的入射位置的示意图。
图10是光调制装置的放大图。
图11是从+Y方向观察的第2实施方式的光源装置的主要部分的平面图。
图12是从-X方向观察的第2实施方式的光源装置的侧视图。
图13是从+X方向观察的第2实施方式的光源装置的侧视图。
图14是示出第2实施方式的多透镜上的各色光的入射位置的示意图。
标号说明
1：投影仪；2、20：光源装置；4：均匀化装置；6：光调制装置；7：投射光学装置；21：光源部；24：第1相位差元件；28：波长转换元件；29、129：第1颜色分离元件；33、133：第2颜色分离元件；34：第2相位差元件；41：第1多透镜；42：第2多透镜；43：重叠透镜；61：液晶面板；62：微透镜阵列；141：第1镜；142：第2镜；213：蓝色发光元件(第1发光元件)；214：红色发光元件(第2发光元件)；261：扩散板(第1扩散元件)；361：扩散板(第2扩散元件)；2191：第3相位差元件；SX1：第1子像素；SX2：第2子像素；SX3：第3子像素；SX4：第4子像素；BL：蓝色光(第1光)；BLp：蓝色光(向第1偏振方向偏振的第1光)；BLs：蓝色光(向第2偏振方向偏振的第1光)；RLp：红色光(第2光)；GL：绿色光(第3光)；GLp：绿色光(向第1偏振方向偏振的第3光)；GLs：绿色光(向第2偏振方向偏振的第3光)。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，使用图1～图10说明本发明的第1实施方式。图1是本实施方式的投影仪1的概略结构图。另外，在以下的各附图中，为了易于观察各结构要素，有时根据结构要素而使尺寸的比例尺不同来进行示出。
本实施方式的投影仪1对从光源装置2射出的光进行调制，形成与图像信息对应的图像，并将所形成的图像放大投射到屏幕等被投射面上。换言之，投影仪1通过包含1个液晶面板61的1个光调制装置6对从光源装置2射出的光进行调制而形成图像，并投射所形成的图像。投影仪1是所谓的单板方式的投影仪。
如图1所示，投影仪1具有光源装置2、均匀化装置4、场透镜5、光调制装置6和投射光学装置7。光源装置2、均匀化装置4、场透镜5、光调制装置6以及投射光学装置7配置于沿着照明光轴Ax的规定的位置。将照明光轴Ax定义为沿着从光源装置2射出的光L的主光线的行进方向的轴。
关于光源装置2和均匀化装置4的结构，将在后面详细说明。
场透镜5配置在均匀化装置4与光调制装置6之间。场透镜5使从均匀化装置4射出的光L平行化，并引导到光调制装置6。
投射光学装置7将通过光调制装置6调制后的光(即，形成图像的光)投射到屏幕等被投射面(省略图示)上。投射光学装置7具有1个或多个投射透镜。
在以下的说明中，将与沿着照明光轴Ax从光源装置2射出的光的行进方向平行的轴设为Z轴，将光的行进方向设为+Z方向。另外，将分别与Z轴垂直且相互垂直的2个轴设为X轴和Y轴。将沿着这些轴的方向中的、设置有投影仪1的空间中的铅直方向上方设为+Y方向。另外，在观察光以+Y方向朝向铅直方向上方的方式沿着+Z方向所入射到的对象物的情况下，将水平方向右方设置为+X方向。虽然省略了图示，但将+X方向的相反方向设为-X方向、+Y方向的相反方向设为-Y方向、+Z方向的相反方向设为-Z方向。
本实施方式的+X方向对应于本发明的第1方向，本实施方式的-Z方向对应于本发明的第2方向。另外，本实施方式的+Z方向对应于本发明的第3方向，本实施方式的-X方向对应于本发明的第4方向。
[光源装置的结构]
图2是本实施方式的光源装置2的立体图。图3是从+Y方向观察到的光源装置2的平面图。
如图2和图3所示，光源装置2将对光调制装置6进行照明的光L向与照明光轴Ax平行的方向、即+Z方向射出。光源装置2射出的光L是偏振方向一致的线偏振光，包含在空间上分离的多种色光。在本实施方式中，光源装置2射出的光L由4条光束构成，这4条光束各自由P偏振光构成。4条光束是绿色光GLp1、蓝色光BLp、红色光RLp1以及绿色光GLp。
光源装置2具有光源部21、第1光学部件22、第2光学部件23、第1相位差元件24、第1聚光元件25、第1扩散装置26、第2相位差元件34、第2聚光元件27、第2扩散装置36、第1颜色分离元件29、第2颜色分离元件33、第4相位差元件30、第5相位差元件32、第3聚光元件35、波长转换元件28以及镜单元40。
另外，本实施方式的P偏振成分相当于本发明的向第1偏振方向偏振的光，S偏振成分相当于本发明的向第2偏振方向偏振的光。另外，如后所述，在第1光学部件22和第2光学部件23与第1颜色分离元件29和第2颜色分离元件33中，分离偏振成分或色光的膜的取向不同。因此，P偏振成分以及S偏振成分这样的表述以相对于第1光学部件22以及第2光学部件23的偏振方向来表示，相对于第1颜色分离元件29以及第2颜色分离元件33的偏振方向相反。即，相对于第1光学部件22和第2光学部件23的P偏振成分是相对于第1颜色分离元件29和第2颜色分离元件33的S偏振成分，相对于第1光学部件22和第2光学部件23的S偏振成分是相对于第1颜色分离元件29和第2颜色分离元件33的P偏振成分。但是，为了不使说明混乱，以下，将P偏振成分以及S偏振成分表述为相对于第1光学部件22以及第2光学部件23的偏振方向。
[光源部的结构]
光源部21具有光源211和移动式相位差装置219。光源211射出沿着+X方向入射到第1光学部件22的蓝色光BL和红色光RLp。
光源211具有基板212、多个蓝色发光元件213、多个红色发光元件214、框架215和罩玻璃216。基板212例如由铜等热传导率高的金属构成。本实施方式的光源211具有将蓝色发光元件213和红色发光元件214安装在基板212上的多发射区封装结构。
各蓝色发光元件213由射出蓝色光线B的半导体激光器构成。蓝色光线B例如具有440nm～480nm的蓝色波段，例如是在450nm～460nm的范围内具有峰值波长的激光。在本实施方式中，具有蓝色波段的蓝色光线B对应于本发明中的第1波段的光。本实施方式的蓝色发光元件213对应于本发明的第1发光元件。
各红色发光元件214由射出红色光线R的半导体激光器构成。红色光线R例如具有585nm～720nm的红色波段，例如是在635nm±20nm的范围内具有峰值波长的激光。在本实施方式中，具有红色波段的红色光线R对应于本发明中的第2波段的光。本实施方式的红色发光元件214对应于本发明的第2发光元件。
在本实施方式的情况下，多个蓝色发光元件213以及多个红色发光元件214沿着Y轴排列。多个蓝色发光元件213以及多个红色发光元件214经由支承部件218分别支承于基板212。此外，蓝色发光元件213和红色发光元件214的数量没有限定。另外，在本实施方式的光源211中，列举了具有各1列蓝色发光元件213和红色发光元件214的发光元件列的情况，但也可以沿着Z方向各具有多列蓝色发光元件213和红色发光元件214的发光元件列。此外，蓝色发光元件213和红色发光元件214的发光元件列的数量可以相同也可以不同。
框架215将罩玻璃216安装于基板212。在罩玻璃216上一体地设置有多个准直透镜217。准直透镜217由凸透镜构成。准直透镜217使从对应的蓝色发光元件213或红色发光元件214射出的光线平行化。准直透镜217也可以是与罩玻璃216分体的。
图4是示出安装在光源211内的蓝色发光元件213和红色发光元件214的主要部分结构的图。在图4中，为了使图容易观察，省略了构成光源211的框架215以及罩玻璃216等的图示。
如图4所示，蓝色发光元件213的光射出面213a具有大致长方形状的平面形状。
各蓝色发光元件213在光源211内以使各个光射出面213a的长边方向与Y轴方向一致的方式沿Y轴方向排列。在该情况下，从蓝色发光元件213射出的蓝色光线B的光束形状成为在光射出面213a的短边方向(Z轴方向)上具有长轴的椭圆形状。蓝色光线B是具有与光射出面213a的长边方向(Y轴方向)平行的偏振方向的线偏振光。即，本实施方式的蓝色发光元件213以射出S偏振光作为蓝色光线B的方式配置在光源211内。
另外，红色发光元件214的光射出面214a与蓝色发光元件213同样，具有大致长方形状的平面形状。
各红色发光元件214在光源211内以使各个光射出面214a的长边方向与Y轴方向一致的方式沿Y轴方向排列。在该情况下，从红色发光元件214射出的红色光线R的光束形状成为在光射出面214a的短边方向(Z轴方向)上具有长轴的椭圆形状。红色光线R与蓝色光线B不同，是具有与光射出面214a的短边方向平行的偏振方向的线偏振光。即，本实施方式的红色发光元件214以射出P偏振光作为红色光线R的方式配置在光源211内。
通过具有上述结构，本实施方式的光源211能够射出从多个蓝色发光元件213射出的由S偏振成分的蓝色光线B构成的蓝色光BLs和从多个红色发光元件214射出的由P偏振成分的红色光线R构成的红色光RLp。
如图4所示，移动式相位差装置219具有第3相位差元件2191和移动装置2192。第3相位差元件2191能够沿着Y轴插入到从光源211射出的蓝色光BLs的光路上。移动装置2192由致动器等构成，使第3相位差元件2191沿着Y轴方向移动。
第3相位差元件2191由针对蓝色波段的1/2波长板或1/4波长板构成。入射到第3相位差元件2191的S偏振成分的蓝色光BLs的一部分被第3相位差元件2191转换为P偏振成分的蓝色光BLp。因此，透过第3相位差元件2191的蓝色光成为S偏振成分的蓝色光BLs和P偏振成分的蓝色光BLp以规定的比例混合存在的光。即，第3相位差元件2191被入射从光源211射出的蓝色光BLs，射出包含S偏振成分的蓝色光BLs和P偏振成分的蓝色光BLp的蓝色光。
通过移动装置2192调整第3相位差元件2191的Y方向的移动量，从而调整透过第3相位差元件2191的光中包含的S偏振成分的蓝色光BLs的光量与P偏振成分的蓝色光BLp的光量的比例。另外，在不需要调整蓝色光BLs的光量与蓝色光BLp的光量的比例的情况下，也可以不设置使第3相位差元件2191移动的移动装置2192。在该情况下，以蓝色光BLs的光量与蓝色光BLp的光量的比例成为预先设定的光量的比例的方式固定第3相位差元件2191的位置即可。
这样，本实施方式的光源部21射出具有蓝色波段的蓝色光BL和P偏振成分的红色光RLp，该蓝色光BL包含S偏振成分的蓝色光BLs和P偏振成分的蓝色光BLp。在本实施方式中，具有蓝色波段的蓝色光BL对应于本发明的具有第1波段的第1光。另外，P偏振成分的蓝色光BLp对应于本发明的向第1偏振方向偏振的光，S偏振成分的蓝色光BLs对应于本发明的向第2偏振方向偏振的光。另外，具有红色波段的红色光RLp对应于本发明的具有第2波段的第2光。
另外，在本实施方式的光源211中，以射出S偏振成分的蓝色光BLs的方式配置各蓝色发光元件213，但由于能够通过移动式相位差装置219任意地设定S偏振光和P偏振光的光量比，因此也可以以射出P偏振成分的蓝色光的方式配置各蓝色发光元件213。即，各蓝色发光元件213也可以以射出光轴为中心旋转90°而配置。另外，蓝色发光元件213或红色发光元件214也可以代替半导体激光器而由LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等其他固体光源构成。
[第1光学部件的结构]
从光源211射出的包含S偏振成分的蓝色光BLs和P偏振成分的蓝色光BLp的蓝色光BL和P偏振成分的红色光RLp沿着+X方向入射到第1光学部件22。第1光学部件22由板型的偏振分离元件构成。本实施方式的第1光学部件22对应于本发明的第1偏振分离元件。
第1光学部件22具有第1透明基板220、第1光学层221和第2光学层222。第1透明基板220具有相互朝向相反方向的第1面220a以及第2面220b。第1透明基板220由一般的光学玻璃板构成。
第1透明基板220以相对于X轴和Z轴倾斜45°的方式配置。换言之，第1透明基板220相对于XY平面和YZ平面倾斜45°。
第1透明基板220以第1面220a朝向光源部21侧的方式配置。第1光学层221形成于第1透明基板220的第1面220a。因此，第1光学层221与光源部21对置配置，并且相对于XY平面以及YZ平面倾斜45°。
第1光学层221具有对于入射的光中的蓝色光BL使P偏振成分透过并反射S偏振成分的偏振分离特性。因此，第1光学层221使沿着+X方向入射的蓝色光BL中的P偏振成分的蓝色光BLp沿着+X方向透过，将S偏振成分的蓝色光BLs向-Z方向反射。进而，第1光学层221具有使红色波段的光透过的特性。因此，第1光学层221使沿着+X方向入射的P偏振成分的红色光RLp沿着+X方向透过。第1光学层221例如由电介质多层膜构成。
第2光学层222形成于第1透明基板220的第2面220b。即，第2光学层222相对于第1光学层221配置于+X方向。第2光学层222具有如下光学特性：对于入射的光，无论波段如何，都使P偏振成分的光透过，并且反射S偏振成分的光。因此，透过了第1光学层221的P偏振成分的蓝色光BLp以及P偏振成分的红色光RLp透过第1透明基板220而入射到第2光学层222。第2光学层222使从第1光学层221沿着+X方向入射的P偏振成分的蓝色光BLp以及P偏振成分的红色光RLp向+X方向透过。在本实施方式中，第2光学层222例如由电介质多层膜构成。如上所述，本实施方式的第2光学层222只要具有不论入射的光的波段如何都使P偏振成分的光透过而反射S偏振成分的偏振分离功能即可，因此膜设计变得容易。
根据上述结构的第1光学部件22，能够使从光源部21沿着+X方向入射的P偏振成分的蓝色光BLp向+X方向透过，使S偏振成分的蓝色光BLs向-Z方向反射，使从光源部21沿着+X方向入射的P偏振成分的红色光RLp向+X方向透过。
由于本实施方式的第1光学部件22是板型的偏振分离元件，因此能够将形成于第1透明基板220的第1面220a的第1光学层221的功能和形成于第1透明基板220的第2面220b的第2光学层222的功能分离而进行设计。因此，第1光学层221和第2光学层222的膜设计变得比较容易。
[第2光学部件的结构]
第2光学部件23相对于第1光学部件22配置于+X方向。即，第2光学部件23相对于第1光学部件22的第2光学层222配置于+X方向。透过第1光学部件22的P偏振成分的蓝色光BLp入射到第2光学部件23。第2光学部件23与第1光学部件22同样地由板型的偏振分离元件构成。本实施方式的第2光学部件23对应于本发明的第2偏振分离元件。
第2光学部件23具有第2透明基板230、第3光学层231和第4光学层232。第2透明基板230具有彼此朝向相反方向的第3面230a以及第4面230b。第2透明基板230由一般的光学玻璃板构成。第2透明基板230以相对于X轴和Z轴倾斜45°的方式配置。换言之，第2透明基板230相对于XY平面和YZ平面倾斜45°。
第2透明基板230以使第3面230a朝向第1光学部件22侧的方式配置。即，第2透明基板230的第3面230a与第1透明基板220的第2面220b相互对置。第3光学层231形成于第2透明基板230的第3面230a。因此，第3光学层231与第2光学层222对置配置，并且相对于XY平面以及YZ平面倾斜45°。
第3光学层231具有对于入射的光中的蓝色波段的光反射P偏振成分的特性。因此，第3光学层231将沿着+X方向入射的P偏振成分的蓝色光BLp向-Z方向反射。另外，第3光学层231具有使红色波段的光中的至少P偏振成分的光透过的光学特性。因此，第3光学层231使从第1光学部件22向+X方向入射的P偏振成分的红色光RLp向+X方向透过。并且，第3光学层231具有对于绿色波段的光使P偏振成分透过而反射S偏振成分的偏振分离特性。第3光学层231例如由电介质多层膜构成。
第4光学层232形成于第2透明基板230的第4面230b。即，第4光学层232相对于第3光学层231配置于+X方向。第4光学层232具有使绿色波段的光中的至少P偏振成分的光透过的光学特性。另外，第4光学层232具有对于红色波段的光使P偏振成分透过而反射S偏振成分的偏振分离特性。第4光学层232例如由电介质多层膜构成。另外，在使用具有反射红色波段的光的S偏振成分的光的光学特性的膜作为第3光学层231的情况下，第4光学层232可以简单由AR涂层膜构成。
根据上述结构的第2光学部件23，能够使从第1光学部件22沿着+X方向入射的P偏振成分的蓝色光BLp向-Z方向反射，使从第1光学部件22沿着+X方向入射的S偏振成分的红色光RLs向+X方向透过。
由于本实施方式的第2光学部件23是板型的偏振分离元件，因此能够分离地设计形成于第2透明基板230的第3面230a的第3光学层231的功能和形成于第2透明基板230的第4面230b的第4光学层232的功能。因此，第3光学层231和第4光学层232的膜设计变得比较容易。
[第1相位差元件的结构]
第1相位差元件24相对于第1光学部件22配置在-Z方向上。即，第1相位差元件24在Z轴上配置于第1光学部件22与第1扩散装置26之间。被第1光学部件22的第1光学层221向-Z方向反射的S偏振成分的蓝色光BLs入射到第1相位差元件24。第1相位差元件24由针对入射的蓝色光BLs的蓝色波段的1/4波长板构成。被第1光学部件22反射的S偏振成分的蓝色光BLs在被第1相位差元件24转换为例如右旋的圆偏振的蓝色光BLc1之后，朝向第1聚光元件25射出。即，第1相位差元件24对入射的蓝色光BLs的偏振状态进行转换。
[第1聚光元件的结构]
第1聚光元件25相对于第1相位差元件24配置在-Z方向上。即，第1聚光元件25在Z轴上被配置在第1相位差元件24与第1扩散装置26之间。第1聚光元件25使从第1相位差元件24入射的蓝色光BLc1会聚到第1扩散装置26的扩散板261上。另外，第1聚光元件25使从第1扩散装置26入射的后述的蓝色光BLc2平行化。另外，在图3的例子中，第1聚光元件25由第1透镜251和第2透镜252构成，但构成第1聚光元件25的透镜的数量没有限制。
[第1扩散装置的结构]
第1扩散装置26相对于第1聚光元件25配置在-Z方向上。即，第1扩散装置26相对于第1光学部件22配置在-Z方向上。第1扩散装置26将从第1聚光元件25向-Z方向入射的蓝色光BLc1扩散成与从后述的波长转换元件28射出的绿色光GL同等的扩散角，并将其向+Z方向反射。第1扩散装置26具有扩散板261和旋转装置262。扩散板261优选具有尽可能接近朗伯散射的反射特性，并广角地反射所入射的蓝色光BLc1。旋转装置262由电机等构成，使扩散板261以与+Z方向平行的旋转轴R1为中心旋转。
本实施方式的扩散板261对应于本发明的第1扩散元件。
入射到扩散板261的蓝色光BLc1被扩散板261反射，从而被转换为旋转方向为相反方向的圆偏振光即蓝色光BLc2。即，右旋的圆偏振的蓝色光BLc1被扩散板261转换为左旋的圆偏振的蓝色光BLc2。从第1扩散装置26射出的蓝色光BLc2在+Z方向上通过第1聚光元件25之后，再次入射到第1相位差元件24。此时，从第1聚光元件25入射到第1相位差元件24的蓝色光BLc2被第1相位差元件24转换为P偏振成分的蓝色光BLp。转换后的蓝色光BLp入射到第1光学部件22。此时，第1光学层221使从扩散板261沿着+Z方向射出并入射到第1光学层221的蓝色光BLp向+Z方向透过。第2光学层222使从第1光学层221沿着+Z方向射出并透过第1透明基板220而入射的蓝色光BLp向+Z方向透过。这样，转换后的蓝色光BLp从第1光学部件22向+Z方向射出。
[第2相位差元件的结构]
第2相位差元件34相对于第2光学部件23配置于+X方向。即，第2相位差元件34在X轴上配置于第2光学部件23与第2扩散装置36之间。从第2光学部件23沿着+X方向入射的P偏振成分的红色光RLp入射到第2相位差元件34。第2相位差元件34由针对入射的红色光RLp的红色波段的1/4波长板构成。透过第2光学部件23的P偏振成分的红色光RLp被第2相位差元件34转换为例如右旋的圆偏振的红色光RLc1后，朝向第2聚光元件27射出。即，第2相位差元件34对入射的红色光RLp的偏振状态进行转换。
[第2聚光元件的结构]
第2聚光元件27相对于第2相位差元件34配置于+X方向。即，第2聚光元件27在X轴上配置于第2相位差元件34与第2扩散装置36之间。第2聚光元件27使从第2相位差元件34入射的红色光RLc1会聚于第2扩散装置36的扩散板361上。另外，第2聚光元件27使从第2扩散装置36入射的后述的红色光RLc2平行化。另外，在图3的例子中，第2聚光元件27由第1透镜271和第2透镜272构成，但构成第2聚光元件27的透镜的数量没有限定。
[第2扩散装置的结构]
第2扩散装置36相对于第2聚光元件27配置于+X方向。即，第2扩散装置36相对于第2光学部件23配置于+X方向。第2扩散装置36使从第2聚光元件27向+X方向入射的红色光RLp以成为与从后述的波长转换元件28射出的绿色光GL同等的扩散角的方式扩散并向+Z方向反射。第2扩散装置36具有扩散板361和旋转装置362。扩散板361优选具有尽可能接近朗伯散射的反射特性，将入射的红色光RLc1广角地反射。旋转装置362由电机等构成，使扩散板361以与X轴平行的旋转轴R2为中心旋转。
本实施方式的扩散板361对应于本发明的第2扩散元件。
入射到扩散板361的红色光RLc1被扩散板361反射，由此转换为作为旋转方向为相反方向的圆偏振光的红色光RLc2。即，左旋的圆偏振的红色光Rcc1被扩散板361转换为右旋的圆偏振的红色光RLc2。从第2扩散装置36射出的红色光RLc2在-X方向上通过第2聚光元件27后，再次入射到第2相位差元件34。此时，从第2聚光元件27入射到第2相位差元件34的红色光RLc2被第2相位差元件34转换为S偏振成分的红色光RLs。转换后的红色光RLs向第2光学部件23入射。此时，第4光学层232使从扩散板361沿着-X方向射出并入射到第4光学层232的红色光RLs向+Z方向反射。这样，转换后的红色光RLs从第2光学部件23向+Z方向射出。
[第3聚光元件的结构]
第3聚光元件35相对于第2光学部件23配置于-Z方向。即，第3聚光元件35在Z轴上配置于第2光学部件23与波长转换元件28之间。第3聚光元件35使由第2光学部件23反射的蓝色光BLp会聚于波长转换元件28。另外，第3聚光元件35使从波长转换元件28射出的后述的绿色光GL平行化，并向第2光学部件23射出。另外，在图3的例子中，第3聚光元件35由第1透镜351和第2透镜352构成，但构成第3聚光元件35的透镜的数量没有限定。
[波长转换元件的结构]
波长转换元件28相对于第3聚光元件35配置于-Z方向。即，波长转换元件28相对于第2光学部件23配置在-Z方向上。波长转换元件28是通过光的入射而被激励，将具有与所入射的光的波长不同的波长的光向与光的入射方向相反的方向射出的反射型的波长转换元件。换言之，波长转换元件28对入射的光进行波长转换，并将波长转换后的光向与光的入射方向相反的方向射出。
在本实施方式中，波长转换元件28含有被蓝色光激励而射出绿色光的绿色荧光体。具体而言，波长转换元件28例如包含Lu3Al5O12：Ce3+系荧光体、Y3O4：Eu2+系荧光体、(Ba，Sr)2SiO4：Eu2+系荧光体、Ba3Si6O12N2：Eu2+系荧光体、(Si，Al)6(O，N)8：Eu2+系荧光体等荧光体材料。
波长转换元件28将具有比从第2光学部件23沿着-Z方向入射的蓝色光BLp的蓝色波段长的绿色波段的荧光、即非偏振的绿色光GL向+Z方向射出。绿色光GL例如具有500nm～570nm的波段，是S偏振成分和P偏振成分混合存在的绿色光。
本实施方式的具有绿色波段的荧光、即非偏振的绿色光GL对应于本发明的具有第3波段的第3光。
从波长转换元件28射出的绿色光GL沿着+Z方向透过第3聚光元件35而大致平行化后，入射到第2光学部件23。本实施方式的波长转换元件28是固定型的波长转换元件，但也可以代替该结构而使用具有以与Z轴平行的旋转轴为中心使波长转换元件28旋转的旋转装置的旋转型的波长转换元件。在该情况下，能够抑制波长转换元件28的温度上升，提高波长转换效率。
如上所述，第2光学部件23的第3光学层231具有对于绿色波段的光反射S偏振光而使P偏振光透过的偏振分离特性。因此，入射到第3光学层231的非偏振的绿色光GL中的S偏振成分的绿色光GLs被第3光学层231向-X方向反射而入射到第1光学部件22的第2光学层222。如上所述，第2光学层222具有对于入射的光，不论波段如何，都反射S偏振光的光学特性。因此，第2光学层222将沿着-X方向入射的S偏振成分的绿色光GLs向+Z方向反射。
由此，第1光学部件22能够将从波长转换元件28射出的绿色光GL中的S偏振成分的绿色光GLs向+Z方向射出。
另一方面，入射到第3光学层231的非偏振的绿色光GL中的P偏振成分的绿色光GLp向+Z方向透过第3光学层231而入射到第4光学层232。如上所述，第4光学层232使绿色波段的光中的至少P偏振成分的光透过。因此，第4光学层232使从第3光学层231沿着+Z方向入射的P偏振成分的绿色光GLp向+Z方向透过。
由此，第2光学部件23能够向+Z方向射出P偏振成分的绿色光GLp。
在本实施方式中，P偏振成分的绿色光GLp对应于本发明的向第1偏振方向偏振的第3光，S偏振成分的绿色光GLs对应于本发明的向第2偏振方向偏振的第3光。
[镜单元的结构]
图5是示出镜单元40的结构的立体图。图6是从-X方向朝向+X方向观察镜单元40的侧剖视图。在图6中，示出了从第3聚光元件35射出并入射到第2光学部件23的绿色光GL。
如图5所示，镜单元40具有第1镜141和第2镜142。本实施方式的镜单元40具有作为支承第1透明基板220和第2透明基板230的支承部件的功能。
第1镜141相对于第1透明基板220和第2透明基板230配置于+Y方向。第1镜141的至少面向第1透明基板220和第2透明基板230的内表面侧为光反射面。第2镜142相对于第1透明基板220和第2透明基板230配置于-Y方向。第2镜142的至少面向第1透明基板220和第2透明基板230的内表面侧为光反射面。
此外，在本实施方式中，+Y方向对应于本发明的第5方向，-Y方向对应于本发明的第6方向。
在本实施方式中，从波长转换元件28射出的绿色光GL被第3聚光元件35大致平行化，但一部分成分以发散的状态入射到第2光学部件23。这里，作为比较例的光源装置，考虑从本实施方式的光源装置2去除镜单元40的结构。
由于第2光学部件23是板型的偏振分离元件，因此在如比较例的光源装置那样不具有镜单元40的情况下，从第3聚光元件35射出的绿色光GL的一部分扩展到比第2光学部件23靠外侧，从而无法入射到第2光学部件23，有可能导致绿色光GL的光利用效率降低。
与此相对，在本实施方式的光源装置2中，由于具有镜单元40，因此如图6所示，能够通过利用第1镜141和第2镜142对在Y方向上扩展的绿色光GL进行反射而将该绿色光GL取入到第2光学部件23。由此，能够提高绿色光GL的光利用效率。
另外，对于从第1聚光元件25射出并在Y方向上扩展的蓝色光BLp，也能够通过利用第1镜141以及第2镜142进行反射而高效地取入到第1光学部件22。由此，能够提高蓝色光BLp的光利用效率。另外，对于从第2聚光元件27射出并在Y方向上扩展的红色光RLs，也能够通过利用第1镜141以及第2镜142进行反射而高效地取入到第2光学部件23。由此，能够提高红色光RLs的光利用效率。并且，对于从光源部21以在Y方向扩展的状态射出的蓝色光BL以及红色光RLp，也能够通过利用第1镜141以及第2镜142进行反射而高效地取入到第1光学部件22。由此，能够提高蓝色光BL以及红色光RLp的光利用效率。
[第1颜色分离元件的结构]
图7是从-X方向观察的光源装置2的侧视图。即，图7示出从-X方向观察第1颜色分离元件29以及第4相位差元件30等的状态。在图7中，为了容易观察附图，省略了第1相位差元件24、第1聚光元件25以及第1扩散装置26等的图示。
如图7所示，第1颜色分离元件29相对于第1光学部件22配置在+Z方向上。第1颜色分离元件29具有分色棱镜291和反射棱镜292。分色棱镜291和反射棱镜292沿着Y轴排列配置。第1颜色分离元件29将从第1光学部件22向+Z方向射出的光分离为蓝色光BLp和绿色光GLs。
从第1光学部件22射出的包含蓝色光BLp和绿色光GLs的光入射到分色棱镜291。分色棱镜291由组合大致直角等腰三棱柱状的2个基材而形成为大致长方体形状的棱镜型的颜色分离元件构成。在2个基材的界面设置颜色分离层2911。颜色分离层2911相对于Y轴和Z轴倾斜45°。换言之，颜色分离层2911相对于XY平面和YZ平面倾斜45°。
颜色分离层2911作为使入射的光中的蓝色光成分反射而使具有比蓝色波段大的波段的色光、即绿色光成分透过的分色镜发挥功能。因此，从第1光学部件22入射到分色棱镜291的光中的绿色光GLs向+Z方向透过颜色分离层2911，并向分色棱镜291的外部射出。
另一方面，从第1光学部件22入射到分色棱镜291的光中的蓝色光BLp被颜色分离层2911向-Y方向反射。在本实施方式的情况下，蓝色光BLp是相对于分色棱镜291的颜色分离层2911的S偏振成分的光，绿色光GLs是相对于分色棱镜291的颜色分离层2911的P偏振成分的光。即，本实施方式的颜色分离层2911反射作为S偏振成分的光而入射的蓝色光BLp，并使作为P偏振成分的光而入射的绿色光GLs透过。一般而言，S偏振成分的光容易反射，P偏振成分的光容易透过。本实施方式的颜色分离层2911如上述那样设计成使P偏振光透过而反射S偏振光即可，因此颜色分离层2911的膜设计变得容易。
另外，也可以采用具有颜色分离层2911的分色镜来代替分色棱镜291。另外，第1颜色分离元件29也可以是具有偏振分离元件和反射棱镜292的结构，该偏振分离元件具有偏振分离层。即使在第1颜色分离元件29中采用例如使入射的蓝色光BLp向+Z方向透过并使绿色光GLs朝向反射棱镜292向-Y方向反射的偏振分离元件来代替分色棱镜291，也能够与具有分色棱镜291的第1颜色分离元件29同样地分离蓝色光BLp和绿色光GLs。
反射棱镜292相对于分色棱镜291配置在-Y方向上。由颜色分离层2911反射的蓝色光BLp入射到反射棱镜292。反射棱镜292是组合大致直角等腰三棱柱状的2个基材而形成为大致长方体形状的棱镜型的反射元件。在2个基材的界面设置反射层2921。反射层2921相对于+Y方向和+Z方向倾斜45°。换言之，反射层2921相对于XY平面和YZ平面倾斜45°。即，反射层2921和颜色分离层2911平行配置。
反射层2921将从分色棱镜291向-Y方向入射的蓝色光BLp向+Z方向反射。被反射层2921反射的蓝色光BLp1从反射棱镜292向+Z方向射出。另外，也可以代替反射棱镜292而采用具有反射层2921的反射镜。
[第4相位差元件的结构]
第4相位差元件30配置于相对于分色棱镜291的+Z方向。换言之，第4相位差元件30配置在从分色棱镜291射出的绿色光GLs的光路上。第4相位差元件30由针对入射的绿色光GLs所具有的绿色波段的1/2波长板构成。第4相位差元件30将从分色棱镜291入射的绿色光GLs转换为P偏振成分的绿色光GLp1。被第4相位差元件30转换为P偏振成分的绿色光GLp1从光源装置2向+Z方向射出，入射到图1所示的均匀化装置4。另外，第4相位差元件30也可以与分色棱镜291的射出绿色光GLs的面接触地设置。
绿色光GLp1与蓝色光BLp在空间上分离，从光源装置2中的与蓝色光BLp的射出位置不同的射出位置射出，入射到均匀化装置4。详细而言，绿色光GLp1从光源装置2中的向+Y方向离开蓝色光BLp的射出位置的射出位置射出，入射到均匀化装置4。
[第2颜色分离元件的结构]
图8是从+X方向观察的光源装置2的侧视图。换言之，图8示出从+X方向观察到的第5相位差元件32和第2颜色分离元件33。另外，在图8中，省略第2扩散装置36、第3聚光元件35以及波长转换元件28的图示。
如图8所示，第2颜色分离元件33相对于第2光学部件23配置于+Z方向。第2颜色分离元件33具有分色棱镜331和反射棱镜332。分色棱镜331和反射棱镜332沿着Y轴排列配置。第2颜色分离元件33将从第2光学部件23向+Z方向射出的光分离为绿色光GLp和红色光RLs。
分色棱镜331与分色棱镜291同样，由棱镜型的颜色分离元件构成。在2个基材的界面设置颜色分离层3311。颜色分离层3311相对于+Y方向和+Z方向倾斜45°。换言之，颜色分离层3311相对于XY平面和YZ平面倾斜45°。颜色分离层3311与反射层3321平行配置。
颜色分离层3311作为使入射的光中的绿色光成分反射并使红色光成分透过的分色镜发挥功能。因此，从第2光学部件23入射到分色棱镜331的光中的红色光RLs向+Z方向透过颜色分离层3311，向分色棱镜331的外部射出。
另一方面，从第2光学部件23入射到分色棱镜331的光中的绿色光GLp被颜色分离层3311向-Y方向反射。在本实施方式的情况下，绿色光GLp是相对于分色棱镜331的颜色分离层3311的S偏振成分的光，红色光RLs是相对于分色棱镜331的颜色分离层3311的P偏振成分的光。即，本实施方式的颜色分离层3311反射作为S偏振成分的光而入射的绿色光GLp，使作为P偏振成分的光而入射的红色光RLs透过。一般而言，S偏振成分的光容易反射，P偏振成分的光容易透过，因此如上述那样设计成使P偏振光透过而反射S偏振光的本实施方式的颜色分离层3311的膜设计变得容易。
此外，也可以使用具有颜色分离层3311的分色镜来代替分色棱镜331。
反射棱镜332相对于分色棱镜331配置于-Y方向。反射棱镜332具有与反射棱镜292相同的结构。即，反射棱镜332具有与颜色分离层3311和反射层2921平行的反射层3321。
反射层3321将被颜色分离层3311反射而入射到反射层3321的绿色光GLp向+Z方向反射。被反射层3321反射的绿色光GLp向反射棱镜332的外部射出。另外，也可以代替反射棱镜332而采用具有反射层3321的反射镜。
[第5相位差元件的结构]
第5相位差元件32配置于相对于分色棱镜331的+Z方向。换言之，第5相位差元件32配置在从分色棱镜331射出的红色光RLs的光路上。第5相位差元件32由针对入射的红色光RLs所具有的红色波段的1/2波长板构成。第5相位差元件32将从分色棱镜331入射的红色光RLs转换为P偏振成分的红色光RLp1。被第5相位差元件32转换为P偏振成分的红色光RLp1从光源装置2向+Z方向射出，入射到图1所示的均匀化装置4。另外，第5相位差元件32也可以与分色棱镜331的射出红色光RLs的面接触地设置。
红色光RLp1与绿色光GLp在空间上分离，从光源装置2中的与绿色光GLp的射出位置不同的射出位置射出，入射到均匀化装置4。即，红色光RLp1与蓝色光BLp、绿色光GLp1以及绿色光GLp在空间上分离，从与蓝色光BLp、绿色光GLp1以及绿色光GLp不同的位置射出，并入射到均匀化装置4。换言之，红色光RLp1从光源装置2中的向+Y方向离开绿色光GLp的射出位置并且向+X方向离开绿色光GLp1的射出位置的射出位置射出，并入射到均匀化装置4。
[均匀化装置的结构]
如图1所示，均匀化装置4使光调制装置6中的被从光源装置2射出的光照射的图像形成区域中的照度均匀化。均匀化装置4具有第1多透镜41、第2多透镜42以及重叠透镜43。
第1多透镜41具有在与从光源装置2入射的光L的中心轴、即照明光轴Ax垂直的面内排列成矩阵状的多个透镜411。第1多透镜41通过多个透镜411将从光源装置2入射的光分割为多个部分光束。
图9是示出从-Z方向观察的第1多透镜41中的各色光的入射位置的示意图。
如图9所示，从光源装置2射出的绿色光GLp1、蓝色光BLp、红色光RLp1以及绿色光GLp入射到第1多透镜41。从光源装置2中的-X方向且+Y方向的位置射出的绿色光GLp1入射到第1多透镜41的-X方向且+Y方向的区域A1所包含的多个透镜411。另外，从光源装置2中的-X方向且-Y方向的位置射出的蓝色光BLp入射到第1多透镜41中的-X方向且-Y方向的区域A2所包含的多个透镜411。
从光源装置2中的+X方向且+Y方向的位置射出的红色光RLp1入射到第1多透镜41中的+X方向且+Y方向的区域A3所包含的多个透镜411。从光源装置2中的+X方向且-Y方向的位置射出的绿色光GLp入射到第1多透镜41中的+X方向且-Y方向的区域A4所包含的多个透镜411。入射到各透镜411的各色光成为多个部分光束，入射到第2多透镜42中与透镜411对应的透镜421。
本实施方式中的从光源装置2射出的光L中的绿色光GLp1对应于本发明的第4光，蓝色光BLp对应于本发明的第5光，红色光RLp1对应于本发明的第6光，绿色光GLp对应于本发明的第7光。
如图1所示，第2多透镜42具有在与照明光轴Ax垂直的面内排列成矩阵状并且与第1多透镜41的多个透镜411对应的多个透镜421。从与该透镜421对应的透镜411射出的多个部分光束入射到各透镜421。各透镜421使入射的部分光束入射到重叠透镜43。
重叠透镜43使从第2多透镜42入射的多个部分光束在光调制装置6的图像形成区域重叠。详细而言，各自被分割为多个部分光束的绿色光GLp1、蓝色光BLp、红色光RLp1以及绿色光GLp通过第2多透镜42和重叠透镜43，经由场透镜5以不同的角度入射到构成光调制装置6的后述的微透镜阵列62的多个微透镜621的每一个。
[光调制装置的结构]
如图1所示，光调制装置6对从光源装置2射出的光进行调制。详细地说，光调制装置6根据图像信息分别调制从光源装置2射出并经由均匀化装置4和场透镜5入射的各色光，形成与图像信息对应的图像光。光调制装置6具有1个液晶面板61和1个微透镜阵列62。
[液晶面板的结构]
图10是对从-Z方向观察到的光调制装置6的一部分进行了放大示出的示意图。换句话说，图10示出了液晶面板61具有的像素PX和微透镜阵列62具有的微透镜621之间的对应关系。
如图10所示，液晶面板61具有在与照明光轴Ax垂直的面内排列成矩阵状的多个像素PX。
各像素PX具有对颜色互不相同的色光进行调制的多个子像素SX。在本实施方式中，各像素PX具有4个子像素SX(SX1～SX4)。具体而言，在1个像素PX内，在-X方向且+Y方向的位置处配置第1子像素SX1。在-X方向且-Y方向的位置处配置第2子像素SX2。在+X方向且+Y方向的位置处配置第3子像素SX3。在+X方向且-Y方向的位置处配置第4子像素SX4。
[微透镜阵列的结构]
如图1所示，微透镜阵列62设置在液晶面板61的光入射侧即-Z方向上。微透镜阵列62将入射到微透镜阵列62的色光引导至各个像素PX。微透镜阵列62具有与多个像素PX对应的多个微透镜621。
如图10所示，多个微透镜621在与照明光轴Ax垂直的面内排列成矩阵状。换言之，多个微透镜621在与从场透镜5入射的光的中心轴垂直的面内排列成矩阵状。在本实施方式中，1个微透镜621与在+X方向上排列的2个子像素和在+Y方向上排列的2个子像素对应地设置。即，1个微透镜621与在XY平面内排列成2行2列的4个子像素SX1～SX4对应地设置。
通过均匀化装置4而重叠的绿色光GLp1、蓝色光BLp、红色光RLp1和绿色光GLp分别以不同的角度入射到微透镜621。微透镜621使入射到微透镜621的色光入射到与该色光对应的子像素SX。具体而言，微透镜621使绿色光GLp1入射到对应的像素PX的子像素SX中的第1子像素SX1，使蓝色光BLp入射到第2子像素SX2，使红色光RLp1入射到第3子像素SX3，使绿色光GLp入射到第4子像素SX4。由此，在各子像素SX1～SX4入射有对应于该子像素SX1～SX4的色光，通过各子像素SX1～SX4分别调制对应的色光。这样被液晶面板61调制后的图像光通过投射光学装置7投射到未图示的被投射面上。
[第1实施方式的效果]
在专利文献1所记载的现有的投影仪中，使用灯来作为光源。由于从灯射出的光的偏振方向不一致，所以为了使用液晶面板作为光调制装置，需要用于使偏振方向一致的偏振转换单元。在投影仪中，通常使用具有多透镜阵列和偏振分离元件(PBS)阵列的偏振转换单元。但是，为了使投影仪小型化，需要间距窄的多透镜阵列和PBS阵列，但制作间距窄的PBS阵列非常困难。
针对该问题，在本实施方式中，从光源装置2射出偏振方向一致的多种色光、即P偏振成分的绿色光GLp1、P偏振成分的蓝色光BLp、P偏振成分的红色光RLp1以及P偏振成分的绿色光GLp。根据该结构，不采用上述那样的间距窄的偏振转换元件，就能够实现可射出在空间上分离、且偏振方向一致的多种色光的光源装置2。由此，能够实现光源装置2的小型化，进而能够实现投影仪1的小型化。
另外，本实施方式的光源装置2具有：光源部21，其射出蓝色光BL和红色光RLp，该蓝色光BL具有蓝色波段且包含P偏振成分的蓝色光BLp和S偏振成分的蓝色光BLs；第1光学部件22，其使从光源部21沿着+X方向入射的蓝色光BLp向+X方向透过，将蓝色光BLs向-Z方向反射，使从光源部21沿着+X方向入射的红色光RLp向+X方向透过；第2光学部件23，其相对于第1光学部件22配置于+X方向，将从第1光学部件22沿着+X方向入射的蓝色光BLp向-Z方向反射，使从第1光学部件22沿着+X方向入射的红色光RLp向+X方向透过；扩散板261，其相对于第1光学部件22配置于-Z方向，使从第1光学部件22沿着-Z方向入射的蓝色光BLc1扩散，将扩散的蓝色光BLc2向+Z方向射出；波长转换元件28，其相对于第2光学部件23配置于-Z方向，对从第2光学部件23沿着-Z方向入射的蓝色光BLp进行波长转换，将绿色光GL向+Z方向射出；以及扩散板361，其相对于第2光学部件23配置于+X方向，使从第2光学部件23沿着+X方向入射的红色光RLp扩散，并向-X方向射出。从波长转换元件28沿着+Z方向对第2光学部件23入射绿色光GL，该第2光学部件23使绿色光GLp向+Z方向透过，将绿色光GLs向-X方向反射，第1光学部件22使从扩散板261沿着+Z方向射出的蓝色光BLc2透过，将从第2光学部件23沿着-X方向入射的绿色光GLs向+Z方向反射，第2光学部件23将从扩散板361沿着-X方向射出的红色光RLp向+Z方向反射。
根据本实施方式的光源装置2，能够使用从光源部21射出的红色激光来生成红色光RLp1。这样生成的红色光RLp1与分离黄色荧光而生成的红色光相比，能够增大红色成分的光量并且提高基于红色光的色域。因此，根据本实施方式的光源装置2，能够提高投射图像的红色成分的颜色再现性。
进而，在本实施方式的投影仪1中，由于绿色光入射到光调制装置6的4个子像素SX中的2个子像素SX2、SX3，因此能够增加入射到像素PX的绿色光的光量。由此，能够提高投射图像的可见度。
另外，本实施方式的光源装置2构成为还具有设置于第1光学部件22与扩散板261之间并且从第1光学部件22沿着-Z方向被入射蓝色光BLs的第1相位差元件24。
根据该结构，由于在第1光学部件22与第1扩散装置26之间设置有第1相位差元件24，因此能够将从第1扩散装置26射出的圆偏振的蓝色光BLc2转换为P偏振成分的蓝色光BLp，并使该蓝色光BLp透过第1光学部件22。由此，能够提高从第1扩散装置26射出的蓝色光BLc2的利用效率。
另外，本实施方式的光源装置2构成为还具有设置于第2光学部件23与第2扩散装置36之间并且从第2光学部件23沿着+X方向被入射红色光RLp的第2相位差元件34。
根据该结构，由于在第2光学部件23与第2扩散装置36之间设置有第2相位差元件34，因此能够将从第2扩散装置36射出的圆偏振的红色光RLc2转换为P偏振成分的红色光RLs，并由第2光学部件23进行反射。由此，能够提高从第2扩散装置36射出的红色光RLc2的利用效率。
另外，在本实施方式的光源装置2中，光源部21构成为具有蓝色发光元件213、红色发光元件214以及被入射从蓝色发光元件213射出的光并射出蓝色光BL的第3相位差元件2191。并且，在本实施方式的情况下，光源部21由将蓝色发光元件213和红色发光元件214安装在基板212上而得的封装构造构成。
根据该结构，光源部21具有第3相位差元件2191，因此能够使包含P偏振成分的蓝色光BLp和S偏振成分的蓝色光BLs的蓝色光BL可靠地入射到第1光学部件22。而且，根据该结构，由于能够将蓝色发光元件213和红色发光元件214安装在1个封装内，因此能够使光源部21的结构小型化。因此，能够使光源装置2自身小型化。
另外，本实施方式的光源装置2构成为还具有：第1颜色分离元件29，其相对于第1光学部件22配置于+Z方向，将从第1光学部件22射出的光分离为绿色光GLp1和蓝色光BLp；以及第2颜色分离元件33，其相对于第2光学部件23配置于+Z方向，将从第2光学部件23射出的光分离为红色光RLp1和绿色光GLp。
根据该结构，能够从光源装置2射出绿色光GLp1、蓝色光BLp、红色光RLp1以及绿色光GLp。
另外，在本实施方式的情况下，由于在从分色棱镜291射出的绿色光GLs的光路上配置有第4相位差元件30，因此能够将绿色光GLs转换为P偏振成分的绿色光GLp1。由此，能够使从第1颜色分离元件29射出的绿色光GLp1和蓝色光BLp成为P偏振成分的光。
另外，在本实施方式的情况下，由于在从分色棱镜331射出的红色光RLs的光路上配置有第5相位差元件32，因此能够将红色光RLs转换为P偏振成分的红色光RLp1。由此，能够使从第2颜色分离元件33射出的红色光RLp1和绿色光GLp成为P偏振成分的光。
因此，能够使从光源装置2射出的绿色光GLp1、蓝色光BLp、红色光RLp1以及绿色光GLp全部一致成P偏振成分的光。
另外，在本实施方式的情况下，光源装置2具有使蓝色光BLs朝向第1扩散装置26会聚的第1聚光元件25，因此，能够利用第1聚光元件25将从第1相位差元件24射出的蓝色光BLc1高效地会聚于第1扩散装置26，并且能够使从第1扩散装置26射出的蓝色光BLc2大致平行化。由此，能够抑制蓝色光BLs的损失，能够提高蓝色光BLs的利用效率。
另外，在本实施方式的情况下，光源装置2具有将红色光RLp朝向第2扩散装置36会聚的第2聚光元件27，因此能够利用第2聚光元件27将从第2光学部件23射出的红色光RLp高效地会聚于第2扩散装置36，并且能够使从第2扩散装置36射出的红色光RLc2大致平行化。由此，能够抑制红色光RLs的损失，能够提高红色光RLs的利用效率。
另外，在本实施方式的情况下，光源装置2具有将蓝色光BLp朝向波长转换元件28会聚的第3聚光元件35，因此能够利用第3聚光元件35将从第2光学部件23射出的蓝色光BLp高效地会聚于波长转换元件28，并且能够使从波长转换元件28射出的绿色光GL平行化。由此，能够抑制蓝色光BLp以及绿色光GL的损失，能够提高蓝色光BLp以及绿色光GL的利用效率。
如上所述，从第1扩散装置26射出的蓝色光BLc2被第1聚光元件25大致平行化，但一部分成分以发散的状态入射到第1光学部件22。另外，从第2扩散装置36射出的红色光RLc2被第2聚光元件27大致平行化，但一部分成分以发散的状态入射到第2光学部件23。同样地，从波长转换元件28射出的绿色光GL被第3聚光元件35大致平行化，但一部分成分以发散的状态入射到第2光学部件23。
与此相对，本实施方式的光源装置2构成为还具有：第1镜141，其相对于第1光学部件22和第2光学部件23配置于+Y方向；以及第2镜142，其与第1镜141对置设置，相对于第1光学部件22和第2光学部件23配置于-Y方向。
根据本实施方式的光源装置2，由于具有在Y方向上夹着第1光学部件22和第2光学部件23的镜单元40，因此，能够通过利用第1镜141和第2镜142反射在Y方向上扩展的光而将该光取入到第1光学部件22或第2光学部件23。
由此，能够高效地将从第1扩散装置26、第2扩散装置36以及波长转换元件28射出的光取入到板型的第1光学部件22和第2光学部件23。
此外，在本实施方式的情况下，投影仪1具有位于光源装置2与光调制装置6之间的均匀化装置4，因此，能够利用从光源装置2射出的蓝色光BLp、绿色光GLp1、绿色光GLp和红色光RLp1对光调制装置6大致均匀地进行照明。由此，能够抑制投射图像的颜色不均以及亮度不均。
并且，在本实施方式的情况下，因为光调制装置6具有微透镜阵列62，该微透镜阵列62具有与多个像素PX对应的多个微透镜621，所以能够通过微透镜621使入射到光调制装置6的4种色光入射到液晶面板61的对应的4个子像素SX。由此，能够使从光源装置2射出的各色光高效地入射到各子像素SX，能够提高各色光的利用效率。
[第2实施方式]
以下，使用图11至图14对本发明的第2实施方式进行说明。
第2实施方式的光源装置的基本结构与第1实施方式相同，第1扩散装置26以及第2扩散装置36的布局与第1实施方式不同。因此，省略光源装置的整体的说明。
图11是从+Y方向观察的第2实施方式的光源装置的主要部分的平面图。
在图11中，对与第1实施方式中使用的附图相同的结构要素标注相同的标号，并省略说明。
如图11所示，本实施方式的光源装置20具有光源部21、第1光学部件122、第2光学部件123、第1相位差元件24、第1聚光元件25、第1扩散装置26、第2相位差元件34、第2聚光元件27、第2扩散装置36、第1颜色分离元件129、第2颜色分离元件133、第4相位差元件30、第5相位差元件32、第3聚光元件35、波长转换元件28以及镜单元40。
本实施方式的光源部21从光源211射出蓝色光BL以及红色光RLs。本实施方式的光源211以使光射出面214a的长边方向与Z方向一致的方式沿着Y轴安装有多个红色发光元件214。即，在本实施方式的光源211中，按照相对于第1实施方式中的红色发光元件214，以红色发光元件214的射出光轴为中心旋转了90°的状态配置。在该情况下，从各红色发光元件214射出的红色光线R的光束形状成为在Y方向上具有长轴的椭圆状。即，本实施方式的光源211以将S偏振成分的光作为红色光线R而射出的方式安装红色发光元件214。因此，本实施方式的光源211射出由从多个红色发光元件214射出的红色光线R构成的S偏振成分的红色光RLs。
另外，本实施方式的光源部21能够通过移动式相位差装置219任意地设定蓝色光BL中的S偏振光与P偏振光的光量比，因此各蓝色发光元件213也可以配置为射出S偏振成分或者P偏振成分中的任意方。
本实施方式的光源装置20将第1扩散装置26和第2扩散装置36相对于第1光学部件122和第2光学部件123的位置关系与第1实施方式的光源装置2中的第1扩散装置26和第2扩散装置36相对于第1光学部件22和第2光学部件23的位置关系调换。即，在本实施方式的光源装置20中，第1扩散装置26配置于第2光学部件123的+X方向，第2扩散装置36配置于第1光学部件122的-Z方向。
本实施方式的第1光学部件122具有第1透明基板320、第1光学层321以及第2光学层322。第1光学层321形成于第1透明基板320的第1面320a。第1光学层321与光源部21对置配置并且相对于XY平面以及YZ平面倾斜45°。
本实施方式的第1光学层321具有无论偏振方向如何都使蓝色光BL透过的特性。因此，第1光学层321使沿着+X方向入射的蓝色光BL所包含的P偏振成分的蓝色光BLp以及S偏振成分的蓝色光BLs沿着+X方向透过。进而，第1光学层321具有对于红色波段的光使P偏振成分透过而反射S偏振成分的偏振分离特性。因此，第1光学层321使沿着+X方向入射的S偏振成分的红色光RLs向-Z方向反射。第1光学层321例如由电介质多层膜构成。
第2光学层322形成于第1透明基板320的第2面320b。第2光学层322由具有使蓝色波段和红色波段的光透过并反射绿色波段的光的光学特性的分色镜构成。由于第2光学层322由分色镜构成，因此第2光学层322不使用偏振光，通过使入射的光反射或透过，而能够高精度地进行分离。
透过第1光学层321的蓝色光BL透过第1透明基板220以及第2光学层322而向+X方向射出。
根据上述结构的第1光学部件122，能够使从光源部21沿着+X方向入射的蓝色光BL向+X方向透过，使从光源部21沿着+X方向入射的S偏振成分的红色光RLs向-Z方向反射。
由于本实施方式的第1光学部件122是板型的偏振分离元件，因此能够分离地设计第1光学层321的功能和第2光学层322的功能，因此第1光学层321以及第2光学层322的膜设计变得比较容易。
第2光学部件123相对于第1光学部件122配置于+X方向。透过第1光学部件122的蓝色光BL入射到第2光学部件123。第2光学部件123与第1光学部件122同样地由板型的偏振分离元件构成。
第2光学部件123具有第2透明基板330、第3光学层333和第4光学层334。第2透明基板330的第3面330a与第1透明基板320的第2面320b相互对置。第3光学层333形成于第2透明基板330的第3面330a。第3光学层333与第2光学层322对置配置，并且相对于XY平面和YZ平面倾斜45°。
第3光学层333具有对于蓝色光BL使P偏振成分透过而反射S偏振成分的偏振分离特性。由此，第3光学层333使沿着+X方向入射的蓝色光BL中的P偏振成分的蓝色光BLp沿着+X方向透过，将S偏振成分的蓝色光BLs向-Z方向反射。并且，第3光学层333具有对于绿色波段的光使P偏振成分透过而反射S偏振成分的偏振分离特性。第3光学层333例如由电介质多层膜构成。
第4光学层334形成于第2透明基板330的第4面330b。第4光学层334具有使绿色波段的光中的至少P偏振成分的光透过的光学特性。另外，第4光学层334具有对于蓝色波段的光使P偏振成分透过而反射S偏振成分的偏振分离特性。第4光学层334例如由电介质多层膜构成。另外，在使用具有反射蓝色波段的光的S偏振成分的光的光学特性的膜作为第3光学层333的情况下，第4光学层334可以简单由AR涂层膜构成。
根据上述结构的第2光学部件123，对于从第1光学部件122沿着+X方向入射的蓝色光BL，能够使P偏振成分的蓝色光BLp向+X方向透过，使S偏振成分的蓝色光BLs向-Z方向反射。
由于本实施方式的第2光学部件123是板型的偏振分离元件，因此能够分离地设计第3光学层333和第4光学层334的功能，因此第3光学层333和第4光学层334的膜设计变得比较容易。
第1相位差元件24相对于第2光学部件123配置于+X方向。即，第1相位差元件24在X轴上配置于第2光学部件123与第1扩散装置26之间。P偏振成分的蓝色光BLp从第2光学部件123沿着+X方向入射到第1相位差元件24。第1聚光元件25相对于第1相位差元件24配置于-X方向。
在本实施方式中，向+X方向透过第2光学部件123的P偏振成分的蓝色光BLp在被第1相位差元件24转换为例如左旋的圆偏振的蓝色光BLc1之后，通过第1聚光元件25入射到第1扩散装置26的扩散板261。入射到扩散板261的左旋的圆偏振的蓝色光BLc1被扩散板261反射，由此转换为右旋的圆偏振的蓝色光BLc2。从第1扩散装置26射出的蓝色光BLc2经由第1聚光元件25再次入射到第1相位差元件24，通过第1相位差元件24转换为S偏振成分的蓝色光BLs。转换后的蓝色光BLs入射到第2光学部件123。蓝色光BLs被第2光学部件123的第4光学层334向+Z方向反射。这样，转换后的蓝色光BLs从第2光学部件123向+Z方向射出。
第2相位差元件34相对于第1光学部件122配置于-Z方向。即，第2相位差元件34在Z轴上配置于第1光学部件122与第2扩散装置36之间。S偏振成分的红色光RLs从第1光学部件122沿着-Z方向入射到第2相位差元件34。第2聚光元件27相对于第2相位差元件34配置于-Z方向。
在本实施方式中，被第1光学部件122向-Z方向反射的S偏振成分的红色光RLs在被第2相位差元件34转换为例如右旋的圆偏振的红色光RLc1之后，通过第2聚光元件27入射到第2扩散装置36的扩散板361。入射到扩散板361的右旋的圆偏振的红色光RLc1被扩散板361反射，由此转换为左旋的圆偏振的红色光RLc2。从第2扩散装置36射出的红色光RLc2经由第2聚光元件27再次入射到第2相位差元件34，通过第2相位差元件34转换为P偏振成分的红色光RLp。转换后的红色光RLp入射到第1光学部件122。这样，转换后的红色光RLp从第1光学部件122向+Z方向射出。
在本实施方式中，从波长转换元件28射出的绿色光GL与第1实施方式同样，在第2光学部件123中分离为P偏振成分的绿色光GLp和S偏振成分的绿色光GLs。然后，S偏振成分的绿色光GLs从第1光学部件122向+Z方向射出，P偏振成分的绿色光GLp从第2光学部件123向+Z方向射出。
图12是从-X方向观察的光源装置20的侧视图。即，图12示出从-X方向观察第1颜色分离元件129和第4相位差元件30等的状态。在图12中，为了易于观察附图，省略了第2相位差元件34、第2聚光元件27以及第2扩散装置36等的图示。
如图12所示，第1颜色分离元件129相对于第1光学部件122配置于+Z方向。第1颜色分离元件129具有分色棱镜291和反射棱镜292。第1颜色分离元件129将从第1光学部件122向+Z方向射出的光分离为绿色光GLs和红色光RLp。
从第1光学部件122射出的包含绿色光GLs和红色光RLp的光入射到分色棱镜291。分色棱镜291包含颜色分离层2912。颜色分离层2912作为使入射的光中的红色光成分反射并使绿色光成分透过的分色镜发挥功能。因此，从第1光学部件122入射到分色棱镜291的光中的绿色光GLs向+Z方向透过颜色分离层2912并向分色棱镜291的外部射出，红色光RLp被颜色分离层2912向-Y方向反射。
在本实施方式的情况下，红色光RLp是相对于颜色分离层2912的S偏振成分的光，绿色光GLs是相对于颜色分离层2912的P偏振成分的光。即，本实施方式的颜色分离层2912设计成反射作为S偏振成分的光而入射的红色光RLp并且使作为P偏振成分的光而入射的绿色光GLs透过即可，因此颜色分离层2912的膜设计容易。
被颜色分离层2912反射的红色光RLp被反射棱镜292的反射层2922向+Z方向反射。被反射层2922反射的红色光RLp从反射棱镜292向+Z方向射出。
从分色棱镜291射出的绿色光GLs向第4相位差元件30入射。本实施方式的第4相位差元件30将绿色光GLs转换为P偏振成分的绿色光GLp1。被第4相位差元件30转换为P偏振成分的绿色光GLp1从光源装置2向+Z方向射出，入射到图1所示的均匀化装置4。
绿色光GLp1从光源装置2中的向+Y方向离开红色光RLp的射出位置的射出位置射出，入射到均匀化装置4。
图13是从+X方向观察的光源装置20的侧视图。图14是示出多透镜上的各色光的入射位置的示意图。换言之，图13示出从+X方向观察到的第5相位差元件32和第2颜色分离元件133。另外，在图13中，省略第1扩散装置26、第3聚光元件35以及波长转换元件28的图示。
如图13所示，第2颜色分离元件133相对于第2光学部件123配置于+Z方向。第2颜色分离元件133具有分色棱镜331和反射棱镜332。第2颜色分离元件133将从第2光学部件123向+Z方向射出的光分离为蓝色光BLs和绿色光GLp。
分色棱镜331具有与分色棱镜291相同的结构，包含颜色分离层3312。颜色分离层3312作为使入射的光中的绿色光成分反射并使蓝色光成分透过的分色镜发挥功能。因此，从第2光学部件123入射到分色棱镜331的光中的蓝色光BLs向+Z方向透过颜色分离层3312并向分色棱镜331的外部射出，绿色光GLp被颜色分离层3312向-Y方向反射。
在本实施方式的情况下，绿色光GLp是相对于颜色分离层3312的S偏振成分的光，蓝色光BLs是相对于颜色分离层3312的P偏振成分的光。即，本实施方式的颜色分离层3312设计成反射作为S偏振成分的光而入射的绿色光GLp并且使作为P偏振成分的光而入射的蓝色光BLs透过即可，因此颜色分离层3312的膜设计容易。
被颜色分离层3312反射的绿色光GLp被反射棱镜332的反射层3322向+Z方向反射。被反射层3322反射的绿色光GLp从反射棱镜332向+Z方向射出。
从分色棱镜331射出的蓝色光BLs入射到第5相位差元件32。本实施方式的第5相位差元件32将蓝色光BLs转换为P偏振成分的蓝色光BLp1。被第5相位差元件32转换为P偏振成分的蓝色光BLp1从光源装置2向+Z方向射出，入射到图1所示的均匀化装置4。
蓝色光BLp1从光源装置20中的向+Y方向离开绿色光GLp的射出位置的射出位置射出，入射到均匀化装置4。
如图14所示，本实施方式的光源装置20射出绿色光GLp1、红色光RLp1、蓝色光BLp1和绿色光GLp。绿色光GLp1入射到第1多透镜41中的配置于-X方向且+Y方向的区域A1的多个透镜411。红色光RLp1入射到第1多透镜41中的配置于-X方向且-Y方向的区域A2的多个透镜411。蓝色光BLp1入射到第1多透镜41中的配置于+X方向且+Y方向的区域A3的多个透镜411。绿色光GLp入射到第1多透镜41中的配置于+X方向且-Y方向的区域A4的多个透镜411。入射到各透镜411的各色光成为多个部分光束，入射到第2多透镜42中与透镜411对应的透镜421。
本实施方式的从光源装置20射出的光L中的绿色光GLp1对应于本发明的第4光，红色光RLp1对应于本发明的第5光，蓝色光BLp1对应于本发明的第6光，绿色光GLp对应于本发明的第7光。
[第2实施方式的效果]
本实施方式的光源装置20具有：光源部21，其射出蓝色光BL和红色光RLs，该蓝色光BL具有蓝色波段且包含P偏振成分的蓝色光BLp和S偏振成分的蓝色光BLs；第1光学部件122，其使从光源部21沿着+X方向入射的蓝色光BL向+X方向透过，将从光源部21沿着+X方向入射的红色光RLs向-Z方向反射；第2光学部件123，其相对于第1光学部件122配置于+X方向，使从第1光学部件122沿着+X方向入射的蓝色光BLp向+X方向透过，使蓝色光BLs向-Z方向反射；扩散板261，其相对于第2光学部件123配置于+X方向，使从第2光学部件123沿着+X方向入射的蓝色光BLc1扩散，将扩散的蓝色光BLc2向-X方向射出；波长转换元件28，其相对于第2光学部件123配置于-Z方向，对从第2光学部件123沿着-Z方向入射的蓝色光BLp进行波长转换，将绿色光GL向+Z方向射出；以及扩散板361，其相对于第1光学部件122配置于-Z方向，使从第1光学部件122沿着-Z方向入射的红色光RLc1扩散并向+Z方向射出。从波长转换元件28沿着+Z方向对第2光学部件123入射绿色光GL，第2光学部件123使绿色光GLp向+Z方向透过，使绿色光GLs向-X方向反射，第1光学部件122使从扩散板361沿着+Z方向射出的红色光RLc2透过，使从第2光学部件123沿着-X方向入射的绿色光GLs向+Z方向反射，第2光学部件123将从扩散板261沿着-X方向射出的蓝色光BLs向+Z方向反射。
在本实施方式中，也能够得到如下的与第1实施方式同样的效果：不使用间距窄的偏振转换元件就能够实现可射出偏振方向一致的多种色光的光源装置20，能够实现光源装置20和投影仪1的小型化。
另外，本发明的技术范围并不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够施加各种变更。
例如在上述实施方式中，第1光学层以及第2光学层设置于1个透光性基板的2个面。也可以代替该结构，第1光学层和第2光学层分别设置在不同的透光性基板上。例如也可以是，第1光学层设置于第1透光性基板的第1面，在第1透光性基板的与第1面不同的第2面设置有防反射层，第2光学层设置于第2透光性基板的第3面，在第2透光性基板的与第3面不同的第4面设置有防反射层，第1光学层和第2光学层相互对置配置。同样地，第3光学层和第4光学层也可以分别设置于不同的透光性基板。
上述实施方式的光源装置2、20具有第1聚光元件25、第2聚光元件27以及第3聚光元件35。然而，并不限定于该结构，也可以不设置第1聚光元件25、第2聚光元件27以及第3聚光元件35中的至少一方的聚光元件。
在上述各实施方式中，列举了使用将射出蓝色光线B的蓝色发光元件213和射出红色光线R的红色发光元件214安装在同一封装内而得的多发射区封装结构作为光源部21的情况，但光源部21也可以是分别独立地具有包含蓝色发光元件213的第1光源和包含红色发光元件214的第2光源的结构。
在上述实施方式中，作为光源部21的移动式相位差装置219，列举了通过调整第3相位差元件2191的沿Y方向的移动量来控制蓝色光BL1的偏振状态的情况，但也可以采用在从光源211射出的蓝色光BLs的光路上使圆板状的第3相位差元件旋转的结构的移动式相位差装置。
上述各实施方式的投影仪具有包含第1多透镜41、第2多透镜42以及重叠透镜43的均匀化装置4。也可以代替该结构而设置具有其他结构的均匀化装置，也可以不设置均匀化装置4。
上述实施方式的光源装置2、20分别从4个射出位置射出色光，构成光调制装置6的液晶面板61在1个像素PX中具有4个子像素SX。也可以代替该结构，光源装置射出3种色光，液晶面板是在1个像素中具有3个子像素的结构。在该情况下，例如，在上述实施方式的光源装置中，也可以在绿色光GLs的光路上设置全反射部件。
上述实施方式的光源装置2、20射出各自为P偏振光并且在空间上分离的绿色光GLp1、蓝色光BLp、红色光RLp1以及绿色光GLp。代替这些结构，光源装置射出的各色光的偏振状态也可以是其他偏振状态。例如，光源装置也可以是射出各自为S偏振光并且在空间上分离的多种色光的结构。
除此以外，关于光源装置和投影仪的各结构要素的形状、数量、配置、材料等的具体记载，并不限于上述实施方式，可以适当进行变更。此外，在上述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。本发明的一个方式的光源装置也能够应用于照明器具或汽车的前照灯等。
本发明的一个方式的光源装置也可以具有以下的结构。
本发明的一个方式的光源装置具有：光源部，其射出具有第1波段并且包含向第1偏振方向偏振的光和向与第1偏振方向不同的第2偏振方向偏振的光的第1光、以及具有与第1波段不同的第2波段的第2光；第1偏振分离元件，其使从光源部沿着第1方向入射的向第1偏振方向偏振的第1光沿第1方向透过，将向第2偏振方向偏振的第1光向与第1方向交叉的第2方向反射，使从光源部沿着第1方向入射的第2光沿第1方向透过；第2偏振分离元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第1方向，将从第1偏振分离元件沿着第1方向入射的向第1偏振方向偏振的第1光向第2方向反射，使从第1偏振分离元件沿着第1方向入射的第2光沿第1方向透过；第1扩散元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第2方向，使从第1偏振分离元件沿着第2方向入射的第1光扩散，将扩散的第1光向与第2方向相反的方向即第3方向射出；波长转换元件，其相对于第2偏振分离元件配置于第2方向，对从第2偏振分离元件沿着第2方向入射的第1光进行波长转换，将具有与第1波段和第2波段不同的第3波段的第3光向第3方向射出；以及第2扩散元件，其相对于第2偏振分离元件配置于第1方向，使从第2偏振分离元件沿着第1方向入射的第2光扩散，将扩散的第2光向与第1方向相反的方向即第4方向射出，第3光从波长转换元件沿着第3方向入射到第2偏振分离元件，第2偏振分离元件使向第1偏振方向偏振的第3光沿第3方向透过，将向第2偏振方向偏振的第3光向第4方向反射，第1偏振分离元件使从第1扩散元件沿着第3方向射出的第1光沿第3方向透过，将从第2偏振分离元件沿着第4方向入射的向第2偏振方向偏振的第3光向第3方向反射，第2偏振分离元件将从第2扩散元件沿着第4方向射出的第2光向第3方向反射。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有第1相位差元件，该第1相位差元件设置于第1偏振分离元件与第1扩散元件之间，向第2偏振方向偏振的第1光从第1偏振分离元件沿着第2方向入射到该第1相位差元件。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有第2相位差元件，该第2相位差元件设置于第2偏振分离元件与第2扩散元件之间，第2光从第2偏振分离元件沿着第1方向入射到该第2相位差元件。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有：第1镜，其相对于第1偏振分离元件和第2偏振分离元件配置于与第1方向、第2方向、第3方向以及第4方向分别交叉的第5方向；以及第2镜，其与第1镜对置地设置，相对于第1偏振分离元件和第2偏振分离元件配置于与第5方向相反的方向即第6方向。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，光源部具有：第1发光元件，其射出第1波段的光；第2发光元件，其射出第2波段的光；以及第3相位差元件，其被入射从第1发光元件射出的光，并且射出第1光。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，光源部具有基板，第1发光元件安装于基板，第2发光元件安装于基板。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有：第1颜色分离元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第3方向，将从第1偏振分离元件射出的光分离成具有第3波段的第4光和具有第1波段的第5光；以及第2颜色分离元件，其相对于第2偏振分离元件配置于第3方向，将从第2偏振分离元件射出的光分离为具有第2波段的第6光和具有第3波段的第7光。
本发明的其他方式的光源装置具有：光源部，其射出具有第1波段并且包含向第1偏振方向偏振的光和向与第1偏振方向不同的第2偏振方向偏振的光的第1光、以及具有与第1波段不同的第2波段的第2光；第1偏振分离元件，其使从光源部沿着第1方向入射的第1光沿第1方向透过，将从光源部沿着第1方向入射的第2光向与第1方向交叉的第2方向反射；第2偏振分离元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第1方向，使从第1偏振分离元件沿着第1方向入射的向第1偏振方向偏振的第1光沿第1方向透过，将向第2偏振方向偏振的第1光向第2方向反射；波长转换元件，其相对于第2偏振分离元件配置于第2方向，对从第2偏振分离元件沿着第2方向入射的向第2偏振方向偏振的第1光进行波长转换，将具有与第1波段和第2波段不同的第3波段的第3光向与第2方向相反的方向即第3方向射出；第1扩散元件，其相对于第2偏振分离元件配置于第1方向，使从第2偏振分离元件沿着第1方向入射的第1光扩散，将扩散的第1光向与第1方向相反的方向即第4方向射出；以及第2扩散元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第2方向，使从第1偏振分离元件沿着第2方向入射的第2光扩散，将扩散的第2光向第3方向射出，第3光从波长转换元件沿着第3方向入射到第2偏振分离元件，第2偏振分离元件使向第1偏振方向偏振的第3光沿第3方向透过，将向第2偏振方向偏振的第3光向第4方向反射，第1偏振分离元件使从第2扩散元件沿着第3方向射出的第2光沿第3方向透过，将从第2偏振分离元件沿着第4方向入射的向第2偏振方向偏振的第3光向第3方向反射，第2偏振分离元件将从第1扩散元件沿着第4方向射出的第1光向第3方向反射。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有第1相位差元件，该第1相位差元件设置于第2偏振分离元件与第1扩散元件之间，向第1偏振方向偏振的第1光从第1偏振分离元件沿着第1方向入射到该第1相位差元件。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有第2相位差元件，该第2相位差元件设置于第1偏振分离元件与第2扩散元件之间，第2光从第1偏振分离元件沿着第2方向入射到该第2相位差元件。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有：第1镜，其相对于第1偏振分离元件和第2偏振分离元件配置于与第1方向、第2方向、第3方向以及第4方向分别交叉的第5方向；以及第2镜，其与第1镜对置地设置，相对于第1偏振分离元件和第2偏振分离元件配置于与第5方向相反的方向即第6方向。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，光源部具有：第1发光元件，其射出第1波段的光；第2发光元件，其射出第2波段的光；以及第3相位差元件，其被入射从第1发光元件射出的光，并且射出第1光。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，光源部具有基板，第1发光元件安装于基板，第2发光元件安装于基板。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有：第1颜色分离元件，其相对于第1偏振分离元件配置于第3方向，将从第1偏振分离元件射出的光分离成具有第2波段的第4光和具有第3波段的第5光；以及第2颜色分离元件，其相对于第2偏振分离元件配置于第3方向，将从第2偏振分离元件射出的光分离为具有第1波段的第6光和具有第3波段的第7光。
本发明的一个方式的投影仪也可以具有以下结构。
本发明的一个方式的投影仪具备：本发明的一个方式的光源装置；光调制装置，其根据图像信息对来自光源装置的光进行调制；以及投射光学装置，其投射由光调制装置调制后的光。
在本发明的一个方式的投影仪中，也可以构成为，该投影仪还具有设置在光源装置与光调制装置之间的均匀化装置，均匀化装置具有：2个多透镜，它们将从光源装置入射的光分割为多个部分光束；以及重叠透镜，其使从2个多透镜入射的多个部分光束重叠于光调制装置。
在本发明的一个方式的投影仪中，也可以构成为，光调制装置具有：液晶面板，其具有多个像素；以及微透镜阵列，其相对于液晶面板设置于光入射侧，具有与多个像素对应的多个微透镜，多个像素各自具有第1子像素、第2子像素、第3子像素以及第4子像素，微透镜使第4光入射到第1子像素，使第5光入射到第2子像素，使第6光入射到第3子像素，使第7光入射到第4子像素。

Claims (17)

1.一种光源装置，其具有：
光源部，其射出具有第1波段并且包含向第1偏振方向偏振的光和向与所述第1偏振方向不同的第2偏振方向偏振的光的第1光、以及具有与所述第1波段不同的第2波段的第2光；
第1偏振分离元件，其使从所述光源部沿着第1方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光沿所述第1方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第1光向与所述第1方向交叉的第2方向反射，使从所述光源部沿着所述第1方向入射的所述第2光沿所述第1方向透过；
第2偏振分离元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第1方向，将从所述第1偏振分离元件沿着所述第1方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光向所述第2方向反射，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第1方向入射的所述第2光沿所述第1方向透过；
第1扩散元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第2方向，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第2方向入射的所述第1光扩散，将扩散的所述第1光向与所述第2方向相反的方向即第3方向射出；
波长转换元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第2方向，对从所述第2偏振分离元件沿着所述第2方向入射的所述第1光进行波长转换，将具有与所述第1波段和所述第2波段不同的第3波段的第3光向所述第3方向射出；以及
第2扩散元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第1方向，使从所述第2偏振分离元件沿着所述第1方向入射的所述第2光扩散，将扩散的所述第2光向与所述第1方向相反的方向即第4方向射出，
所述第3光从所述波长转换元件沿着所述第3方向入射到所述第2偏振分离元件，所述第2偏振分离元件使向所述第1偏振方向偏振的所述第3光沿所述第3方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第3光向所述第4方向反射，
所述第1偏振分离元件使从所述第1扩散元件沿着所述第3方向射出的所述第1光沿所述第3方向透过，将从所述第2偏振分离元件沿着所述第4方向入射的向所述第2偏振方向偏振的所述第3光向所述第3方向反射，
所述第2偏振分离元件将从所述第2扩散元件沿着所述第4方向射出的所述第2光向所述第3方向反射。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有第1相位差元件，该第1相位差元件设置于所述第1偏振分离元件与所述第1扩散元件之间，向所述第2偏振方向偏振的所述第1光从所述第1偏振分离元件沿着所述第2方向入射到该第1相位差元件。
3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有第2相位差元件，该第2相位差元件设置于所述第2偏振分离元件与所述第2扩散元件之间，所述第2光从所述第2偏振分离元件沿着所述第1方向入射到该第2相位差元件。
4.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有：
第1镜，其相对于所述第1偏振分离元件和所述第2偏振分离元件配置于与所述第1方向、所述第2方向、所述第3方向以及所述第4方向分别交叉的第5方向；以及
第2镜，其与所述第1镜对置地设置，相对于所述第1偏振分离元件和所述第2偏振分离元件配置于与所述第5方向相反的方向即第6方向。
5.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
所述光源部具有：
第1发光元件，其射出所述第1波段的光；
第2发光元件，其射出所述第2波段的光；以及
第3相位差元件，其被入射从所述第1发光元件射出的光，并且射出所述第1光。
6.根据权利要求5所述的光源装置，其中，
所述光源部具有基板，
所述第1发光元件安装于所述基板，
所述第2发光元件安装于所述基板。
7.根据权利要求1或2所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有：
第1颜色分离元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第3方向，将从所述第1偏振分离元件射出的光分离成具有所述第3波段的第4光和具有所述第1波段的第5光；以及
第2颜色分离元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第3方向，将从所述第2偏振分离元件射出的光分离为具有所述第2波段的第6光和具有所述第3波段的第7光。
8.一种光源装置，其具有：
光源部，其射出具有第1波段并且包含向第1偏振方向偏振的光和向与所述第1偏振方向不同的第2偏振方向偏振的光的第1光、以及具有与所述第1波段不同的第2波段的第2光；
第1偏振分离元件，其使从所述光源部沿着第1方向入射的所述第1光沿所述第1方向透过，将从所述光源部沿着所述第1方向入射的所述第2光向与所述第1方向交叉的第2方向反射；
第2偏振分离元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第1方向，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第1方向入射的向所述第1偏振方向偏振的所述第1光沿所述第1方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第1光向所述第2方向反射；
波长转换元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第2方向，对从所述第2偏振分离元件沿着所述第2方向入射的向所述第2偏振方向偏振的所述第1光进行波长转换，将具有与所述第1波段和所述第2波段不同的第3波段的第3光向与所述第2方向相反的方向即第3方向射出；
第1扩散元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第1方向，使从所述第2偏振分离元件沿着所述第1方向入射的所述第1光扩散，将扩散的所述第1光向与所述第1方向相反的方向即第4方向射出；以及
第2扩散元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第2方向，使从所述第1偏振分离元件沿着所述第2方向入射的所述第2光扩散，将扩散的所述第2光向所述第3方向射出，
所述第3光从所述波长转换元件沿着所述第3方向入射到所述第2偏振分离元件，所述第2偏振分离元件使向所述第1偏振方向偏振的所述第3光沿所述第3方向透过，将向所述第2偏振方向偏振的所述第3光向所述第4方向反射，
所述第1偏振分离元件使从所述第2扩散元件沿着所述第3方向射出的所述第2光沿所述第3方向透过，将从所述第2偏振分离元件沿着所述第4方向入射的向所述第2偏振方向偏振的所述第3光向所述第3方向反射，
所述第2偏振分离元件将从所述第1扩散元件沿着所述第4方向射出的所述第1光向所述第3方向反射。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有第1相位差元件，该第1相位差元件设置于所述第2偏振分离元件与所述第1扩散元件之间，向所述第1偏振方向偏振的所述第1光从所述第2偏振分离元件沿着所述第1方向入射到该第1相位差元件。
10.根据权利要求8或9所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有第2相位差元件，该第2相位差元件设置于所述第1偏振分离元件与所述第2扩散元件之间，所述第2光从所述第1偏振分离元件沿着所述第2方向入射到该第2相位差元件。
11.根据权利要求8或9所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有：
第1镜，其相对于所述第1偏振分离元件和所述第2偏振分离元件配置于与所述第1方向、所述第2方向、所述第3方向以及所述第4方向分别交叉的第5方向；以及
第2镜，其与所述第1镜对置地设置，相对于所述第1偏振分离元件和所述第2偏振分离元件配置于与所述第5方向相反的方向即第6方向。
12.根据权利要求8或9所述的光源装置，其中，
所述光源部具有：
第1发光元件，其射出所述第1波段的光；
第2发光元件，其射出所述第2波段的光；以及
第3相位差元件，其被入射从所述第1发光元件射出的光，并且射出所述第1光。
13.根据权利要求12所述的光源装置，其中，
所述光源部具有基板，
所述第1发光元件安装于所述基板，
所述第2发光元件安装于所述基板。
14.根据权利要求8或9所述的光源装置，其中，
该光源装置还具有：
第1颜色分离元件，其相对于所述第1偏振分离元件配置于所述第3方向，将从所述第1偏振分离元件射出的光分离成具有所述第2波段的第4光和具有所述第3波段的第5光；以及
第2颜色分离元件，其相对于所述第2偏振分离元件配置于所述第3方向，将从所述第2偏振分离元件射出的光分离为具有所述第1波段的第6光和具有所述第3波段的第7光。
15.一种投影仪，其具有：
权利要求7或14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。
16.根据权利要求15所述的投影仪，其中，
该投影仪还具有设置在所述光源装置与所述光调制装置之间的均匀化装置，
所述均匀化装置具有：
2个多透镜，它们将从所述光源装置入射的光分割为多个部分光束；以及
重叠透镜，其使从所述2个多透镜入射的所述多个部分光束重叠于所述光调制装置。
17.根据权利要求16所述的投影仪，其中，
所述光调制装置具有：
液晶面板，其具有多个像素；以及
微透镜阵列，其相对于所述液晶面板设置于光入射侧，具有与所述多个像素对应的多个微透镜，
所述多个像素各自具有第1子像素、第2子像素、第3子像素以及第4子像素，
所述微透镜使所述第4光入射到所述第1子像素，使所述第5光入射到所述第2子像素，使所述第6光入射到所述第3子像素，使所述第7光入射到所述第4子像素。
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