CN115128892A - 光源装置以及投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光源装置以及投影仪，能够得到高亮度的照明光。本发明的光源装置具有：第一光源，其射出具有第一波段的第一激励光；第二光源，其射出具有第二波段的第二激励光；第三光源，其射出具有第三波段的第三光；波长转换元件，其具有第一面和第二面，对第一激励光和第二激励光进行波长转换而射出具有第四波段的第四光；以及光合成元件，其对从第三光源射出的第三光和从波长转换元件射出的第四光进行合成而生成照明光。从第一光源射出的第一激励光经由光合成元件入射到波长转换元件的第一面，从第二光源射出的第二激励光入射到波长转换元件的第二面。

Description

光源装置以及投影仪
技术领域
本发明涉及光源装置以及投影仪。
背景技术
作为投影仪所使用的光源装置，以往公知有将从荧光体射出的荧光和从固体光源射出的蓝色光合成而生成白色的照明光的光源装置。例如在下述的专利文献1中公开了一种光源装置，该光源装置具有：激励光源，其射出激励光；荧光体元件，其将激励光转换为黄色光；固体光源，其射出蓝色光；以及分色镜，其将激励光引导至荧光体元件，并且混合黄色光和蓝色光。
专利文献1：日本特表2014-507055号公报
在专利文献1的光源装置中，由荧光体生成的荧光的强度比从固体光源射出的蓝色光的强度低。因此，例如在得到具有期望的白平衡的照明光的情况下，与荧光的强度相匹配地将蓝色光的强度抑制得较低，结果存在照明光的亮度降低这样的问题。另外，在使用例如发光二极管(LED)作为激励光源的情况下，由于LED的每单位面积的亮度小，因此存在难以提高照明光的亮度的问题。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的一个方式的光源装置具有：第一光源，其射出具有第一波段的第一激励光；第二光源，其射出具有第二波段的第二激励光；第三光源，其射出具有第三波段的第三光；波长转换元件，其具有第一面和与所述第一面相反侧的第二面，对所述第一激励光和所述第二激励光进行波长转换，射出具有与所述第一波段、所述第二波段和所述第三波段不同的第四波段的第四光；以及光合成元件，其对从所述第三光源射出的所述第三光和从所述波长转换元件射出的所述第四光进行合成而生成照明光，从所述第一光源射出的所述第一激励光经由所述光合成元件入射到所述波长转换元件的所述第一面，从所述第二光源射出的所述第二激励光入射到所述波长转换元件的所述第二面。
本发明的一个方式的投影仪具有：本发明的一个方式的光源装置；光调制装置，其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制；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是第一实施方式的投影仪的概略结构图。
图2是第一实施方式的光源装置的概略结构图。
图3是示出第一准直光学系统的焦距比第二准直光学系统的焦距长的情况下的波长转换元件上的相对强度分布的图。
图4是示出使第一光源的位置从第一准直光学系统的焦点位置偏移的情况下的波长转换元件上的相对强度分布的图。
图5是第二实施方式的投影仪的概略结构图。
标号说明
1、101：投影仪；2、12：光源装置；4B、4G、4R：光调制装置；6、76：投射光学装置；30：第一光源；31：第一准直光学系统；32：第三光源；34：第二光源；35：波长转换元件；35a：第一面；35b：第二面；36：第二准直光学系统；50：光合成元件；74：微镜型光调制装置；AX1：第一光轴；AX2：第二光轴；LE1：第一激励光；LE2：第二激励光；LB：蓝色光(第三光)；LY：荧光(第四光)。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，使用图1～图4对本发明的第一实施方式进行说明。
本实施方式的投影仪是使用液晶面板作为光调制装置的投影仪的一例。
图1是示出本实施方式的投影仪1的概略结构的图。
此外，在以下的各附图中，为了容易观察各构成要素，有时根据构成要素而使尺寸的比例尺不同来表示。
如图1所示，本实施方式的投影仪1是在屏幕(被投射面)SCR上显示彩色图像的投射型图像显示装置。投影仪1具有与红色光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、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。
颜色分离光学系统3具备第一分色镜7a、第二分色镜7b、第一反射镜8a、第二反射镜8b、第三反射镜8c、第一中继透镜9a和第二中继透镜9b。
第一分色镜7a将从光源装置2射出的白色的照明光LW分离为红色光LR和包含绿色光LG和蓝色光LB的光。具体而言，第一分色镜7a使红色光LR透过，使包含绿色光LG和蓝色光LB的光反射。另外，第二分色镜7b通过反射绿色光LG并透射蓝色光LB，将包含绿色光LG和蓝色光LB的光分离为绿色光LG和蓝色光LB。
第一反射镜8a配置在红色光LR的光路中，将透过了第一分色镜7a的红色光LR朝向光调制装置4R反射。第二反射镜8b和第三反射镜8c配置在蓝色光LB的光路中，将透过了第二分色镜7b的蓝色光LB引导至光调制装置4B。绿色光LG被第二分色镜7b朝向光调制装置4G反射。
第一中继透镜9a配置在蓝色光LB的光路中的第二分色镜7b与第二反射镜8b之间。第二中继透镜9b配置在蓝色光LB的光路中的第二反射镜8b与第三反射镜8c之间。
光调制装置4R根据图像信息对红色光LR进行调制，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，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，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以及光调制装置4B分别具有例如透射型的液晶面板。另外，在液晶面板的入射侧以及射出侧分别配置有偏振板(省略图示)，仅使特定方向的线偏振光通过。
在光调制装置4R的入射侧配置有场透镜10R。场透镜10R使向光调制装置4R入射的红色光LR的主光线平行化。在光调制装置4G的入射侧配置有场透镜10G。场透镜10G使向光调制装置4G入射的绿色光LG的主光线平行化。在光调制装置4B的入射侧配置有场透镜10B。场透镜10B使向光调制装置4B入射的蓝色光LB的主光线平行化。
合成光学系统5通过入射从光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B射出的图像光，对与红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB对应的图像光进行合成，将合成后的图像光朝向投射光学装置6射出。合成光学系统5例如由十字分色棱镜构成。
投射光学装置6由多个投射透镜构成。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。
以下，对光源装置2的结构进行说明。
图2是表示光源装置2的概略结构的图。
如图2所示，光源装置2具有第一光源30、第一准直光学系统31、波长转换元件35、第二光源34、第二准直光学系统36、第三光源32、第三准直光学系统33、光合成元件50以及均匀照明光学系统24。
在本实施方式中，将沿着从第一光源30射出的第一激励光LE1的主光线的轴称为第一光轴AX1。另外，将沿着从波长转换元件35射出的荧光LY的主光线的轴称为第二光轴AX2。第一光源30、第一准直光学系统31、光合成元件50、第三准直光学系统33以及第三光源32沿着第一光轴AX1配置。第二光源34、第二准直光学系统36、光合成元件50以及均匀照明光学系统24沿着第二光轴AX2配置。
第一光源30例如由LED元件构成。第一光源30具有至少1个LED元件，射出具有第一波段的第一激励光LE1。另外，构成第一光源30的LED元件的数量没有特别限定。第一激励光LE1具有例如400nm～480nm的蓝色波段，峰值波长例如为440nm。如后所述，从第一光源30射出的第一激励光LE1经由光合成元件50入射到波长转换元件35的第一面35a。另外，第一光源30也可以代替LED元件而由激光元件构成。
第一准直光学系统31设置在第一光源30与光合成元件50之间的第一激励光LE1的光路上。第一准直光学系统31由第一透镜31a和第二透镜31b构成。另外，构成第一准直光学系统31的透镜的数量没有特别限定。第一准直光学系统31入射有从第一光源30射出的第一激励光LE1，使第一激励光LE1大致平行化。
波长转换元件35至少包含荧光体，具有第一面35a和与第一面35a相反侧的第二面35b。第一面35a是供第一激励光LE1入射并且射出荧光LY的面，与光合成元件50对置。第二面35b是后述的第二激励光LE2入射的面，与第二光源34对置。波长转换元件35对第一激励光LE1和第二激励光LE2进行波长转换，射出具有与第一激励光LE1的第一波段、第二激励光LE2的第二波段以及来自第三光源32的蓝色光LB的第三波段不同的第四波段的荧光LY。
本实施方式的荧光LY对应于技术方案的第四光。
波长转换元件35包含将第一激励光LE1和第二激励光LE2波长转换为荧光LY的陶瓷多晶荧光体。荧光LY所具有的第四波段例如是490nm～750nm的黄色波段。即，荧光LY是包含红色光成分和绿色光成分的黄色的荧光。波长转换元件35也可以包含单晶荧光体来代替多晶荧光体。或者，波长转换元件35也可以由荧光玻璃构成。或者，波长转换元件35也可以由在玻璃、树脂等粘合剂中分散有大量荧光体粒子的材料构成。由这种材料构成的波长转换元件35将第一激励光LE1和第二激励光LE2波长转换为荧光LY。
具体而言，波长转换元件35的构成材料例如包含钇铝石榴石(YAG)系荧光体。以作为活化剂含有铈(Ce)的YAG:Ce为例，作为波长转换元件35的构成材料，可以使用将含有Y2O3、Al2O3、CeO3等构成元素的原料粉末混合并进行固相反应而得到的材料、通过共沉淀法、溶胶凝胶法等湿式法得到的Y-Al-O非晶粒子、通过喷雾干燥法、火焰热分解法、热等离子体法等气相法得到的YAG粒子等。
第二光源34与波长转换元件35的第二面35b对置地设置。第二光源34例如由LED元件构成。第二光源34具有至少1个LED元件，射出具有第二波段的第二激励光LE2。另外，构成第二光源34的LED元件的数量没有特别限定。第二激励光LE2具有例如400nm～480nm的蓝色波段，峰值波长例如为440nm。如后所述，从第二光源34射出的第二激励光LE2入射到波长转换元件35的第二面35b。另外，构成第二光源34的LED元件可以与构成第一光源30的LED元件相同，也可以不同。即，第二波段可以与第一波段相同，也可以不同。另外，第二光源34也可以代替LED元件而由激光元件构成。
在本实施方式的情况下，第二光源34与波长转换元件35的第二面35b直接接合。即，第二光源34的光射出面34a与波长转换元件35的第二面35b相互抵接。
或者，也可以在第二光源34与波长转换元件35之间设置例如由硅树脂等构成的透光性部件。在该情况下，优选第二光源34的光射出面34a与波长转换元件35的第二面35b隔着透光性部件相互抵接。无论哪种结构，都优选在第二光源34的光射出面34a与波长转换元件35的第二面35b之间不设置间隙，不存在空气层。
第二准直光学系统36设置在波长转换元件35与光合成元件50之间的荧光LY和第一激励光LE1的光路上。第二准直光学系统36由第一透镜36a和第二透镜36b构成。另外，构成第二准直光学系统36的透镜的数量没有特别限定。第二准直光学系统36入射有从波长转换元件35射出的荧光LY，使荧光LY大致平行化。另外，第二准直光学系统36入射有从第一光源30射出并经过了光合成元件50的第一激励光LE1，对第一激励光LE1进行会聚而使其入射到波长转换元件35。
另外，也可以在构成第二准直光学系统36的第一透镜36a和第二透镜36b中的至少一方的周缘部设置有选择性地反射荧光LY的选择反射层。在该情况下，选择反射层在中央具有使第一激励光LE1和荧光LY透过的开口部，形成为圆环状。
第三光源32在第一光轴AX1上与光合成元件50对置地设置。第三光源32例如由激光元件构成。第三光源32具有至少1个激光元件，射出具有第三波段的蓝色光LB。另外，构成第三光源32的激光元件的数量没有特别限定。蓝色光LB例如具有440nm～480nm的蓝色波长区域，峰值波长例如为460nm。第三波段可以与第一波段和第二波段相同，但优选如本实施方式那样，第三波段比第一波段和第二波段长。另外，也可以是第一波段与第二波段不同，第三波段与第二波段相同，也可以是第一波段与第二波段、第三波段均不相同。另外，第三光源32也可以代替激光元件而由LED元件构成。
本实施方式的蓝色光LB对应于技术方案的第三光。
虽然省略了图示，但本实施方式的光源装置2具备控制第一光源30、第二光源34以及第三光源32的输出的控制部。控制部通过控制向第一光源30、第二光源34以及第三光源32供给的电力，分别独立地控制各光源30、34、32的输出。
光合成元件50在第一光轴AX1与第二光轴AX2的交点处，以相对于第一光轴AX1和第二光轴AX2分别成45°的角度的朝向设置。光合成元件50由反射蓝色波段的光并透射黄色波段的光的分色镜构成。因此，对从第一光源30射出的第一激励光LE1进行反射，并且对从第三光源32射出的蓝色光LB和从波长转换元件35射出的荧光LY进行合成而生成照明光LW。
在上述结构的光源装置2中，从第一光源30射出的第一激励光LE1被第一准直光学系统31大致平行化，被光合成元件50反射后，被第二准直光学系统36会聚，入射到波长转换元件35的第一面35a。另一方面，从第二光源34射出的第二激励光LE2入射到波长转换元件35的第二面35b。
入射到波长转换元件35的第一激励光LE1和第二激励光LE2被波长转换而成为荧光LY，从波长转换元件35的第一面35a射出。此时，荧光LY在波长转换元件35的内部各向同性地发光，因此不仅从第一面35a射出，还从第二面35b射出，但从第二面35b射出的荧光LY被构成第二光源34的LED元件的反射层反射，因此最终从波长转换元件35的第一面35a射出。
从第三光源32射出的蓝色光LB被第三准直光学系统33大致平行化，被光合成元件50反射而朝向均匀照明光学系统24前进。另外，从波长转换元件35的第一面35a射出的荧光LY被第二准直光学系统36大致平行化，透过光合成元件50而朝向均匀照明光学系统24前进。这样，蓝色光LB和荧光LY由光合成元件50合成，成为白色的照明光LW而入射到均匀照明光学系统24。
均匀照明光学系统24具有积分器光学系统41、偏振转换元件42以及重叠透镜43。
积分器光学系统41由第一透镜阵列41a和第二透镜阵列41b构成。第一透镜阵列41a和第二透镜阵列41b分别具有排列成阵列状的多个透镜。
透过了积分器光学系统41的照明光LW入射到偏振转换元件42。偏振转换元件42对从积分器光学系统41射出的光的偏振方向进行转换。具体而言，偏振转换元件42将由第一透镜阵列41a分割并从第二透镜阵列41b射出的多个部分光束分别转换为线偏振光。偏振转换元件42具有：偏振分离层，其使照明光LW所包含的偏振成分中的一方的线偏振成分透过，并且将另一方的线偏振成分向与光轴垂直的方向反射；反射层，其将由偏振分离层反射后的另一方的线偏振成分向与光轴平行的方向反射；以及相位差板，其将由反射层反射后的另一方的线偏振成分转换为一方的线偏振成分。
透过偏振转换元件42的照明光LW入射到重叠透镜43。重叠透镜43与积分器光学系统41的第二透镜阵列41b协作，使多个部分光束重叠于各光调制装置4R、4G、4B的图像形成区域。由此，均匀照明光学系统使各光调制装置4R、4G、4B的图像形成区域中的照明光LW的照度分布均匀化。这样，本实施方式的光源装置2射出照明光LW。
在此，本发明人对准直光学系统的优选结构进行了研究。以下，对其内容进行说明。
在上述结构的光源装置2中，从波长转换元件35射出的荧光LY和从第一光源30射出的第一激励光LE1入射到第二准直光学系统36。例如在投影仪所使用的光源装置的情况下，投影仪的光学系统一般设计为对于对显示品质的影响大的绿色波段的光而言最佳。因此，当考虑使光源装置的光学系统的特性与投影仪的光学系统的特性一致时，与对蓝色波段的光而言最佳地设计第二准直光学系统36相比，优选对黄色波段的光而言最佳地设计第二准直光学系统36。
但是，在第二准直光学系统36设计为对黄色波段的光而言最佳的情况下，第二准直光学系统36对从波长转换元件35射出的荧光LY发挥期望的功能，但有可能无法对从第一光源30射出的第一激励光LE1获得期望的功能。
具体而言，在第二准直光学系统36对黄色波段的光而言最佳的情况下，荧光LY和第一激励光LE1波段彼此不同，因此第一激励光LE1的聚光位置由于第二准直光学系统36的透镜所具有的色像差的影响而偏移。例如在设荧光LY的波长为550nm、第一激励光LE1的波长为430nm的情况下，第一激励光LE1的聚光位置从第二准直光学系统36对荧光LY的焦点位置向接近第二准直光学系统36的一侧偏移120μm左右。
在该情况下，第一激励光LE1在比波长转换元件35靠第二准直光学系统36的位置形成焦点，因此在波长转换元件35上扩展。因此，如果第一光源30的光射出面的面积与波长转换元件35的光入射面的面积相同，则第一激励光LE1的照射区域超出到波长转换元件35的外侧，产生第一激励光LE1的损失。
因此，作为解决上述问题的第一手段，使第一准直光学系统31的焦距与第二准直光学系统36的焦距不同，使第一准直光学系统31的焦距比第二准直光学系统36的焦距长。这样，与改变第一准直光学系统31的焦距之前相比，第一准直光学系统31的成像倍率变小，因此，波长转换元件35上的第一激励光LE1的照射区域变小。其结果，能够抑制第一激励光LE1的损失，提高第一激励光LE1的利用效率。
图3是示出第一准直光学系统31的焦距比第二准直光学系统36的焦距长的情况下的波长转换元件35上的相对强度分布的图，示出作为本发明人进行的仿真的结果的截面分布。
在图3中，横轴表示以波长转换元件35的中心为基准的位置(mm)，纵轴表示相对强度。
并且，实线的曲线A示出第一准直光学系统31的焦距比第二准直光学系统36的焦距长的情况下的针对波长430nm的光(蓝色光)的相对强度分布。作为比较例，虚线的曲线B示出使第一准直光学系统31的焦距与第二准直光学系统36的焦距相同的情况下的针对波长430nm的光(蓝色光)的相对强度分布。单点划线的曲线C表示与曲线B同样的情况下的针对波长550nm的光(黄色光)的相对强度分布。
关于比较例，由于第二准直光学系统36对波长550nm的光(黄色光)而言最佳，因此，针对蓝色光的相对强度分布(曲线B)与针对黄色光的相对强度分布(曲线C)相比，相对强度的最大值降低，并且，超过±0.5mm的底部的部分扩展，可知照射区域扩展。
与此相对，如本实施方式那样，第一准直光学系统31的焦距比第二准直光学系统36的焦距长的情况下的相对强度分布(曲线A)与比较例的曲线B相比，相对强度的最大值上升，并且底部的部分变窄，可知照射区域变窄。
这样，通过本仿真，证实了通过使第一准直光学系统31的焦距比第二准直光学系统36的焦距长，能够降低第一激励光LE1的损失。
另外，也可以使从沿着第一光轴AX1的方向观察的第一光源30的面积大于从沿着第二光轴AX2的方向观察的波长转换元件35的面积。通过使第一准直光学系统31的焦距比第二准直光学系统36的焦距长，第一准直光学系统31的成像倍率发生变化，第一准直光学系统31成为缩小光学系统。因此，能够使用尺寸更大的第一光源30。在该情况下，与不使用尺寸较大的第一光源30的情况相比，第一激励光LE1的照射区域变大，但照射波长转换元件35的激励光量增加，因此能够使从波长转换元件35射出的荧光量增加。
接着，作为解决上述问题的第二手段，使第一光源30在第一光轴AX1上的位置移动到比第一准直光学系统31针对黄色波段的光的焦点位置更靠近第一准直光学系统31的位置。这样，与第一光源30配置于第一准直光学系统31针对黄色波段的光的焦点位置的情况相比，波长转换元件35上的第一激励光LE1的照射区域变小。其结果，能够抑制第一激励光LE1的损失，提高第一激励光LE1的利用效率。在该情况下，由于波长转换元件35与第二准直光学系统36的位置关系不变，因此，对于针对荧光LY的平行化功能没有特别的障碍。
图4是示出使第一光源30的位置从第一准直光学系统31的焦点位置偏移的情况下的波长转换元件35上的相对强度分布的图，示出作为本发明人进行的仿真的结果的截面分布。
在图4中，横轴表示以波长转换元件35的中心为基准的位置(mm)，纵轴表示相对强度。
另外，实线的曲线D表示使第一光源30的位置从第一准直光学系统31的焦点位置向靠近第一准直光学系统31的位置偏移的情况下的针对波长430nm的光(蓝色光)的相对强度分布。作为比较例，虚线的曲线E示出使第一光源30的位置与第一准直光学系统31的焦点位置一致的情况下的针对波长430nm的光(蓝色光)的相对强度分布。单点划线的曲线F表示与曲线E同样的情况下的针对波长550nm的光(黄色光)的相对强度分布。
关于比较例，由于使第二准直光学系统36对波长550nm的光(黄色光)而言最佳，因此与图3同样地，与针对黄色光的相对强度分布(曲线F)相比，针对蓝色光的相对强度分布(曲线E)的相对强度的最大值降低，并且强度分布曲线的底部的部分扩展，可知照射区域扩展。
与此相对，如本实施方式那样，使第一光源30的位置从第一准直光学系统31的焦点位置向靠近第一准直光学系统31的位置偏移的情况下的相对强度分布(曲线D)与比较例的曲线E相比，相对强度的最大值上升，强度分布曲线的底部的部分变窄，可知照射区域变窄。
这样，通过本仿真，证实了通过使第一光源30的位置比第一准直光学系统31的焦点位置更靠近第一准直光学系统31，能够降低第一激励光LE1的损失。
在采用第二手段的情况下，也与采用第一手段的情况同样，可以使从沿着第一光轴AX1的方向观察的第一光源30的面积大于从沿着第二光轴AX2的方向观察的波长转换元件35的面积。由此，能够增加从波长转换元件35射出的荧光量。
另外，也可以并用上述的第一手段和第二手段。由此，能够进一步提高第一激励光LE1对波长转换元件35的照射效率。
[第一实施方式的效果]
本实施方式的光源装置2具有：第一光源30，其射出第一激励光LE1；第二光源34，其射出第二激励光LE2；第三光源32，其射出蓝色光LB；波长转换元件35，其具有第一面35a和第二面35b，对第一激励光LE1和第二激励光LE2进行波长转换而射出荧光LY；以及光合成元件50，其对从第三光源32射出的蓝色光LB和从波长转换元件35射出的荧光LY进行合成而生成照明光LW。从第一光源30射出的第一激励光LE1经由光合成元件50入射到波长转换元件35的第一面35a，从第二光源34射出的第二激励光LE2入射到波长转换元件35的第二面35b。
根据该结构，激励光LE1、LE2从波长转换元件35的第一面35a和第二面35b双方入射，激励荧光体，因此能够从波长转换元件35射出具有高强度的荧光LY。本实施方式的光源装置2通过与具有高强度的荧光LY相匹配地调整从第三光源32射出的蓝色光LB的强度，能够得到白平衡优异且具有高亮度的照明光LW。
在本实施方式的光源装置2中，第二光源34的光射出面34a与波长转换元件35的第二面35b相互抵接。或者，在第二光源34与波长转换元件35之间设置有透光性部件，第二光源34的光射出面34a与波长转换元件35的第二面35b隔着透光性部件相互抵接。
在上述的任一结构中，在第二光源34的光射出面34a与波长转换元件35的第二面35b之间均不存在由空气层形成的折射率界面。因此，能够抑制从第二光源34射出的第二激励光LE2在空气层的折射率界面发生全反射，能够使第二激励光LE2高效地入射到波长转换元件35。
本实施方式的光源装置2还具有：第一准直光学系统31，其设置在第一光源30与光合成元件50之间，供从第一光源30射出的第一激励光LE1入射；以及第二准直光学系统36，其设置在波长转换元件35与光合成元件50之间，供从波长转换元件35射出的荧光LY和从第一光源30射出并经过了光合成元件50的第一激励光LE1入射。
根据该结构，从第一光源30射出的第一激励光LE1在被第一准直光学系统31大致平行化后，被第二准直光学系统36会聚而入射到波长转换元件35。另一方面，从波长转换元件35射出的荧光LY被第二准直光学系统36大致平行化。因此，能够通过简单的结构提高第一激励光LE1和荧光LY的亮度。
在本实施方式的光源装置2中，第一准直光学系统31的焦距比第二准直光学系统36的焦距长。或者，第一光源30在第一光轴AX1上的位置比第一准直光学系统31的针对黄色波段的光的焦点位置靠近第一准直光学系统31。
根据这些结构，波长转换元件35上的第一激励光LE1的照射区域变小，其结果是，能够抑制第一激励光LE1的损失，提高第一激励光LE1的利用效率。
在本实施方式的光源装置2中，从沿着第一光轴AX1的方向观察的第一光源30的面积也可以比从沿着第二光轴AX2的方向观察的波长转换元件35的面积大。
根据该结构，能够提高从波长转换元件35射出的荧光LY的亮度，因此通过与此相应地调整第三光源32的亮度，能够在维持照明光LW的白平衡的同时提高亮度。
在本实施方式的光源装置2中，也可以在构成第二准直光学系统36的透镜的周缘部设置有选择性地反射荧光LY的选择反射层。
根据该结构，能够利用选择反射层反射有可能在后级的光学系统中不被利用的入射到透镜的周缘部的荧光LY，使其返回到波长转换元件35。返回到波长转换元件35的荧光LY被波长转换元件35再次反射，入射到第二准直光学系统36。这样，通过对有可能不被利用的荧光LY进行循环利用，从而能够提高荧光LY的利用效率。
在本实施方式的光源装置2中，从第三光源32射出的蓝色光LB的第三波段比从第一光源30射出的第一激励光LE1的第一波段和从第二光源34射出的第二激励光LE2的第二波段长。
根据该结构，蓝色波段的光中的波长相对较长的蓝色光被用作照明光LW，波长相对较短的蓝色光被用作激励光LE1、LE2。例如由InGaN系材料构成的LED元件越是长波长用的LED元件，In的组成比越大，发光效率越降低，因此通过设为短波长用的LED元件，能够提高发光效率。因此，根据上述结构，投影仪1投射的图像的颜色再现性优异，并且能够实现高效率。另外，波长相对较短的蓝色光LB不会入射到投影仪1的偏振膜、液晶面板，因此能够确保这些光学部件的寿命。
在本实施方式的光源装置2中，第一光源30和第二光源34分别具有LED元件，第三光源32具有LED元件或激光元件。
根据该结构，即使第一光源30和第二光源34分别具有输出比激光元件低的LED元件，由于从波长转换元件35的第一面35a和第二面35b双方激励荧光体，因此也能够得到具有高强度的荧光LY。
本实施方式的投影仪1具有：光源装置2；光调制装置4B、4G、4R，其根据图像信息对从光源装置2射出的光进行调制；以及投射光学装置6，其投射由光调制装置4B、4G、4R调制后的光。
根据该结构，能够实现显示品质高且能够得到明亮的图像的投影仪1。
[第二实施方式]
以下，使用图5对本发明的第二实施方式进行说明。
第二实施方式的光源装置的结构与第一实施方式相同，投影仪的结构与第一实施方式不同。
图5是第二实施方式的投影仪101的概略结构图。
在图5中，对与在第一实施方式中使用的附图相同的构成要素标注相同的附图标号，并省略说明。
如图5所示，本实施方式的投影仪101具有与第一实施方式相同的光源装置12、聚光透镜70、色轮71、棒状透镜72、中继光学系统73、微镜型光调制装置74、全反射棱镜75和投射光学装置76。
光源装置12朝向聚光透镜70射出白色的照明光LW。聚光透镜70使照明光LW入射到色轮71。色轮71具有与红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB对应的滤色器，按照时间顺序从白色的照明光LW生成红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB并射出。按照时间顺序从色轮71射出的红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB入射到棒状透镜72。
棒状透镜72具有光入射面72a和光射出面72b。棒状透镜72使从光入射面72a入射到内部的光在棒状透镜72的侧面全反射后，从光射出面72b射出，从而使光强度分布均匀化。
中继光学系统73与棒状透镜72协作，朝向全反射棱镜75射出使强度分布均匀化的红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB。全反射棱镜75由透光性部件构成，具有反射面75a。反射面75a以将按时间顺序入射的红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB朝向微镜型光调制装置74全反射的方式设定了角度。
微镜型光调制装置74例如由DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜器件)构成。DMD具有多个微镜排列成矩阵状的结构。DMD通过切换多个微镜的倾斜方向，在透过反射面75a的方向与被反射面75a反射的方向之间切换入射光的反射方向。
这样，由DMD构成的微镜型光调制装置74依次调制由色轮71按时间顺序生成的红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB，生成绿色图像光、红色图像光以及蓝色图像光。投射光学装置76将绿色图像光、红色图像光以及蓝色图像光投射到屏幕(省略图示)上。
如以上说明的那样，根据本实施方式的投影仪101，由于具备能够得到明亮的白色光的光源装置12，因此在使用了微镜型光调制装置74的情况下，能够投射显示品质优异的明亮的图像。
此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。
例如在上述实施方式中，省略了说明，但例如在第一激励光、第二激励光和蓝色光的光路上，作为使各光的照射区域中的强度分布均匀化的手段，也可以设置光扩散元件、具有一对微透镜阵列的均束器光学系统等光学部件。
另外，在上述实施方式中，示出了将本发明的一个方式的投影仪应用于具备3个光调制装置的投影仪的例子，但也可以不一定具有多个光调制装置，也可以仅具有1个光调制装置。
此外，构成光源装置和投影仪的各种结构要素的数量、配置、形状和材料等具体结构不限于上述实施方式，能够适当变更。
另外，在上述实施方式中，示出了将本发明的一个方式的光源装置搭载于投影仪的例子，但并不限定于此。本发明的一个方式的光源装置也能够应用于例如照明器具、汽车的头灯等。
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：第一光源，其射出具有第一波段的第一激励光；第二光源，其射出具有第二波段的第二激励光；第三光源，其射出具有第三波段的第三光；波长转换元件，其具有第一面和与所述第一面相反侧的第二面，对所述第一激励光和所述第二激励光进行波长转换，射出具有与所述第一波段、所述第二波段和所述第三波段不同的第四波段的第四光；以及光合成元件，其对从所述第三光源射出的所述第三光和从所述波长转换元件射出的所述第四光进行合成而生成照明光，从所述第一光源射出的所述第一激励光经由所述光合成元件入射到所述波长转换元件的所述第一面，从所述第二光源射出的所述第二激励光入射到所述波长转换元件的所述第二面。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，所述第二光源的光射出面与所述波长转换元件的所述第二面相互抵接。
也可以是，本发明的一个方式的光源装置还具有透光性部件，该透光性部件设置在所述第二光源与所述波长转换元件之间，所述第二光源的光射出面与所述波长转换元件的所述第二面经由所述透光性部件相互抵接。
本发明的一个方式的光源装置也可以还具有：第一准直光学系统，其设置在所述第一光源与所述光合成元件之间，从所述第一光源射出的所述第一激励光入射到该第一准直光学系统；以及第二准直光学系统，其设置在所述波长转换元件与所述光合成元件之间，从所述波长转换元件射出的所述第四光和从所述第一光源射出并经过了所述光合成元件的所述第一激励光入射到该第二准直光学系统。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，所述第一准直光学系统的焦距比所述第二准直光学系统的焦距长。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，在设沿着从所述第一光源射出的所述第一激励光的主光线的轴为第一光轴时，所述第一光源在所述第一光轴上的位置比所述第一准直光学系统针对所述第三波段的光的焦点位置接近所述第一准直光学系统。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，在设沿着从所述波长转换元件射出的所述第四光的主光线的轴为第二光轴时，从沿着所述第一光轴的方向观察的所述第一光源的面积大于从沿着所述第二光轴的方向观察的所述波长转换元件的面积。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，在构成所述第二准直光学系统的透镜的周缘部设置有选择性地反射所述第四光的选择反射层。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，所述第三波段比所述第一波段和所述第二波段长。
在本发明的一个方式的光源装置中，也可以是，所述第一光源和所述第二光源各自具有发光二极管元件，所述第三光源具有发光二极管元件或激光元件。
本发明的一个方式的投影仪也可以具有以下的结构。
本发明的一个方式的投影仪具有：本发明的一个方式的光源装置；光调制装置，其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制；以及投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制后的光。

Claims (11)

1.一种光源装置，其具备：
第一光源，其射出具有第一波段的第一激励光；
第二光源，其射出具有第二波段的第二激励光；
第三光源，其射出具有第三波段的第三光；
波长转换元件，其具有第一面和与所述第一面相反侧的第二面，对所述第一激励光和所述第二激励光进行波长转换，射出具有与所述第一波段、所述第二波段和所述第三波段不同的第四波段的第四光；以及
光合成元件，其对从所述第三光源射出的所述第三光和从所述波长转换元件射出的所述第四光进行合成而生成照明光，
从所述第一光源射出的所述第一激励光经由所述光合成元件入射到所述波长转换元件的所述第一面，
从所述第二光源射出的所述第二激励光入射到所述波长转换元件的所述第二面。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述第二光源的光射出面与所述波长转换元件的所述第二面相互抵接。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述光源装置还具备透光性部件，该透光性部件设置于所述第二光源与所述波长转换元件之间，
所述第二光源的光射出面与所述波长转换元件的所述第二面经由所述透光性部件而相互抵接。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光源装置，其中，
所述光源装置还具备：
第一准直光学系统，其设置在所述第一光源与所述光合成元件之间，从所述第一光源射出的所述第一激励光入射到该第一准直光学系统；以及
第二准直光学系统，其设置在所述波长转换元件与所述光合成元件之间，从所述波长转换元件射出的所述第四光和从所述第一光源射出并经过了所述光合成元件的所述第一激励光入射到该第二准直光学系统。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其中，
所述第一准直光学系统的焦距比所述第二准直光学系统的焦距长。
6.根据权利要求4所述的光源装置，其中，
在设沿着从所述第一光源射出的所述第一激励光的主光线的轴为第一光轴时，所述第一光源在所述第一光轴上的位置比所述第一准直光学系统针对所述第三波段的光的焦点位置接近所述第一准直光学系统。
7.根据权利要求5或6所述的光源装置，其中，
在设沿着从所述波长转换元件射出的所述第四光的主光线的轴为第二光轴时，从沿着所述第一光轴的方向观察的所述第一光源的面积大于从沿着所述第二光轴的方向观察的所述波长转换元件的面积。
8.根据权利要求4所述的光源装置，其中，
在构成所述第二准直光学系统的透镜的周缘部设置有选择性地反射所述第四光的选择反射层。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的光源装置，其中，
所述第三波段比所述第一波段和所述第二波段长。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的光源装置，其中，
所述第一光源和所述第二光源各自具有发光二极管元件，
所述第三光源具有发光二极管元件或激光元件。
11.一种投影仪，其具备：
权利要求1至10中的任一项所述的光源装置；
光调制装置，其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制；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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