CN115598909A - 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。在使用二向色镜的光源装置中，寻求一种即便不使用石英玻璃制等价格高昂的聚光透镜，光利用效率也高的光源装置。一种光源装置，具备：激光光源，以既定的偏光状态输出既定波长区域的光；二向色镜；相位差板；聚光光学系统；能够旋转的色轮，具备荧光区域和反射区域；以及反射器件。激光光源的输出光从二向色镜、相位差板、聚光光学系统按此顺序透射，并照射色轮。经反射区域反射后的既定波长区域的光从聚光光学系统、相位差板按此顺序透射而入射至二向色镜，既定的偏光状态的成分在从二向色镜透射后被反射器件反射，并再次从二向色镜透射而射出，与既定的偏光状态不同的成分被二向色镜反射而射出。

Description

一种光源装置以及投影显示装置

技术领域

本发明涉及光源装置以及具备光源装置的投影显示装置。

背景技术

一直以来，作为用于投影显示装置的光源，已知一种将半导体激光器(激光二极管或LD)发出的蓝色光(B光)作为激发光照射到荧光体上，并将获得的黄色光(Y光)、红色光(R光)、绿色光(G光)等与半导体激光器发出的蓝色光(B光)的一部分一起输出的光源装置。

专利文献1中公开了一种光源装置，沿着色轮的圆周部分预先设置发出绿色光的荧光体、发出红色光的荧光体、以及透射窗，一边使色轮旋转，一边对圆周部分照射蓝色光。该光源装置采用了使由荧光色轮的荧光体发出的绿色和红色的荧光与从荧光色轮的透射窗透射的蓝色光向同一方向射出的光学系统。具体而言，使用两枚反射镜将从透射窗透射的蓝色光导向二向色镜，通过二向色镜使蓝色光的光路与荧光的光路汇合。在该光源装置中，由于将蓝色光与荧光以不同的光路导向二向色镜，因此需要确保较大的光路空间，难以实现装置的小型化。进而，出现了反射镜等光学部件数量增加的问题。

专利文献2中公开了一种光源装置，沿着色轮的圆周部分预先设置发出绿色光的荧光体、发出红色光的荧光体、以及镜面部，一边使色轮旋转，一边从蓝色激光光源(LD阵列)对色轮的圆周部分照射蓝色光。在该光源装置中，在蓝色激光光源(LD阵列)与色轮之间配置有在蓝色波段具有偏光特性的二向色镜以及1/4波长板。在该装置中，利用激光光源具有的偏光特性，使经镜面部反射后的蓝色光的光路与荧光的光路相同。因此，与专利文献1中公开的光源装置相比，能够实现小型化。

专利文献3中公开了一种光源装置，采用兼作激发光的蓝色光从激光光源射向聚光器件的光轴与聚光器件的光轴为非共轴的结构。在该光源装置中，将具备反射特性不同的两个区域的分色器件配置在激光光源与荧光色轮之间。虽然是将蓝色光与荧光分时输出的结构的光学系统，但是由于兼作激发光的蓝色光的光路与荧光的光路为大致相同的路线，因此与专利文献1中公开的光源装置相比，能够实现小型化。

专利文献1：日本专利公开2010-256457号公报

专利文献2：日本专利公开2012-108486号公报

专利文献3：日本专利公开2019-61237号公报

如前所述，专利文献2中记载的光源装置与专利文献1中记载的光源装置相比能够实现小型化，但是当其作为投影仪的照明光源来使用时，有可能产生投影图像的白平衡的劣化。从激光光源射出的P偏光的蓝色光在从二向色镜通过之后，直至被荧光色轮反射而返回到二向色镜为止的过程中，从P偏光向S偏光发生偏光转换，当该偏光转换未被精度良好地实施时，就会存在无法从二向色镜作为反射光而射出的偏光成分，产生蓝色光的光损耗，导致投影图像的白平衡发生劣化。

此外，如果有在配置于荧光色轮之前的聚光透镜处发生偏光紊乱而从圆偏光转化为椭圆偏光的成分，则在二向色镜处作为S偏光的光而反射的光量减少，引起白平衡的降低。为了抑制椭圆偏光的产生，有一种在聚光透镜中使用石英玻璃等热膨胀系数小的材料的方法，但是这样的材料由于价格高昂，因此在成本方面较为不利。进而，由于热膨胀系数小的光学材料的种类有限，因此还存在光学材料选择范围变窄、光学设计上的自由度减小等问题。

关于这一点，在专利文献3的光源装置中，对于使蓝色光射出，由于未利用光源的偏光特性，因此不会发生在专利文献2记载的光源装置中可能发生的问题，但是存在别的问题。在专利文献3记载的光源装置中，成为使经荧光色轮反射后的蓝色光在经分色器件分离为两个光束之后入射至聚光器件的结构。但是，这样的分色器件在生产率及成本方面难以简单地制造。例如，在将分色部与分光(光分割)部相邻地粘结来制作分色器件时，如果不以极高精度粘结，则会引起光损耗，而现实中难以通过常规的粘结技术来达到该精度。此外，在一体式设置而非粘结时，现实中难以用低成本来制作出透射特性及反射特性不同的分色部与分光部这两个区域。

众所周知，在以专利文献2、专利文献3为首的利用荧光的光源装置中，照射到荧光体上的激发光的输出越大，则荧光的输出越大。因此，为了实现明亮的投影仪，考虑采用具备许多LD以能够输出高强度的光的光源装置。

但是，在为了高强度地输出用于荧光体的激发光和用于显示的蓝色光而使用安装有许多蓝色LD的LD封装的情况下，需要注意在将整个LD封装视为一个光源时，光谱宽度会扩大。以单个LD来看，单独的LD的发光光谱落入比较窄的波长范围内。例如，根据日亚化学工业株式会社的主页上刊登的多模蓝色LD的规格表，相对于中心波长455nm，为448nm～462nm的公差。作为偏差的范围，为14nm左右。在安装许多个LD的LD封装的情况下，由于作为封装整体来制造以保证主波长，因此安装的每个LD的发光光谱并不相同而是在公差的范围内有偏差。进而，在使用LD光源的投影仪中，为了降低投影画面上出现的斑点噪声，还考虑在LD光源中主动使用主波长稍有不同的多个蓝色LD来构成光源系统。

已知LD的输出光的光谱一般而言随着LD的驱动电流的增减及运转温度的变化而变动。典型地，LD的驱动电流增加或运转温度上升时，发光光谱有向长波侧位移的倾向。

如前所述，LD封装由于与单个LD相比光谱宽度扩大，因此在驱动电流或运转温度变化时，光谱变动幅度也增大，但是在使用专利文献2的二向色镜通过偏光转换使蓝色光射出的结构中，这样的光谱变动有可能导致蓝色光的射出效率变化，从而使投影图像的白平衡发生偏差(劣化)。此外，在使用专利文献3的分色器件的情况下，当LD封装的发光光谱变动增大时，对与其相对应地预先优化特性的分色器件进行批量生产会非常困难。

因此，在将荧光与半导体激光器发出的蓝色光的一部分作为照明光输出的光源装置中，寻求一种即使半导体激光器的输出光的光谱发生变动，也能够得到稳定的照明光输出，且装置不会过度大型化的光源装置，其中荧光是将半导体激光器发出的蓝色光作为激发光照射到荧光体而得到的。此外，在使用二向色镜的光源装置中，寻求一种即便不使用石英玻璃制等价格高昂的聚光透镜，光利用效率也高的光源装置。此外，寻求一种具备这样的光源装置且能获得白平衡良好的高亮度投影图像的投影仪装置。

发明内容

本发明的第一方式是一种光源装置，其特征在于，具备：激光光源，以既定的偏光状态输出既定波长区域的光；二向色镜，配置在所述激光光源的光轴上；相位差板；聚光光学系统；能够旋转的色轮，具备荧光区域和反射区域，所述荧光区域当被所述既定波长区域的光照射时发出荧光，所述反射区域当被所述既定波长区域的光照射时进行反射；以及反射器件，所述激光光源的输出光从所述二向色镜、所述相位差板、所述聚光光学系统的一部分按此顺序透射，并照射所述色轮的所述荧光区域或所述反射区域，经所述反射区域反射后的所述既定波长区域的光从所述聚光光学系统的与所述一部分不同的部分、所述相位差板按此顺序透射而入射至所述二向色镜，所述既定波长区域的光之中所述既定的偏光状态的成分在从所述二向色镜透射后被所述反射器件反射，并再次从所述二向色镜透射而射出，所述既定波长区域的光之中与所述既定的偏光状态不同的成分被所述二向色镜反射而射出，所述荧光区域发出的荧光从所述聚光光学系统、所述相位差板按此顺序透射而入射至所述二向色镜，并被所述二向色镜反射而射出。

本发明的第二方式是一种光源装置，其特征在于，具备：激光光源，以既定的偏光状态输出既定波长区域的光；第一二向色镜，配置在所述激光光源的光轴上；第二二向色镜，与所述第一二向色镜平行地配置在所述激光光源的光轴的延长线上；相位差板；聚光光学系统；以及能够旋转的色轮，具备荧光区域和反射区域，所述荧光区域当被所述既定波长区域的光照射时发出荧光，所述反射区域当被所述既定波长区域的光照射时进行反射；所述激光光源的输出光在被所述第一二向色镜反射后，从所述相位差板、所述聚光光学系统的一部分按此顺序透射，并照射所述色轮的所述荧光区域或所述反射区域，经所述反射区域反射后的所述既定波长区域的光从所述聚光光学系统的与所述一部分不同的部分、所述相位差板按此顺序透射而入射至所述第二二向色镜，所述既定波长区域的光之中所述既定的偏光状态的成分在被所述第二二向色镜反射后，被所述第一二向色镜反射而射出，所述既定波长区域的光之中与所述既定的偏光状态不同的成分从所述第二二向色镜透射而射出，所述荧光区域发出的荧光在从所述聚光光学系统、所述相位差板按此顺序透射后，一部分从所述第一二向色镜透射而射出，另一部分从所述第二二向色镜透射而射出。

根据本发明，能够提供一种即使半导体激光器的输出光的光谱发生变动，也能够获得稳定的照明光输出，且装置不会过度大型化的光源装置。此外，能够提供一种在使用二向色镜的光源装置中，即便不使用石英玻璃制等价格高昂的聚光透镜，光利用效率也高的光源装置。此外，能够提供一种使用这样的光源装置且能获得白平衡良好的高亮度投影图像的投影仪装置。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的光源装置的光学系统的概要结构的图。

图2是用于对实施方式1中的激发光的行进路线进行说明的图。

图3是用于对实施方式1中因激发光的照射而发出的荧光的行进路线进行说明的图。

图4是用于对实施方式1中的蓝色光的一部分的行进路线进行说明的图。

图5是用于对实施方式1中的蓝色光的另一部分的行进路线进行说明的图。

图6是示出实施方式2所涉及的光源装置的光学系统的概要结构的图。

图7是用于对实施方式2中的蓝色光的一部分的行进路线进行说明的图。

图8是用于对实施方式2中的蓝色光的另一部分的行进路线进行说明的图。

图9是用于对实施方式2中因激发光的照射而发出的荧光的行进路线进行说明的图。

图10是用于对荧光色轮的结构进行说明的图。

图11是示出在实施方式1中使用的二向色镜的特性的图。

图12的(A)是用于对LD光源的发光光谱的一例进行说明的图；图12的(B)是用于对LD光源的发光光谱的另一例进行说明的图；图12的(C)是用于对LD光源的发光光谱的波长位移进行说明的图。

图13是示出在实施方式1的变形例中使用的二向色镜的特性的图。

图14是示出实施方式3所涉及的投影仪的结构的图。

图15是用于对LD光源的结构进行说明的图。

图16是示出在实施方式2中使用的二向色镜的特性的图。

图17的(A)是用于对入射至荧光色轮前的激发光的行进路线进行说明的图；图17的(B)是用于对经荧光色轮反射后的蓝色光的行进路线进行说明的图。

附图标记说明

1……光源装置

2……光源装置

11、11’……准直透镜系统的光轴

12、12’……聚光透镜系统的光轴

101……LD光源

102……凸透镜

103……凹透镜

104……二向色镜

105……反射器件

106……相位差板

107……凸透镜

108……凸透镜

109……荧光色轮

110……电机

601……第一二向色镜

602……第二二向色镜

1000……投影显示装置

1001……反射区域

1002……荧光区域

1401……照明透镜

1402……照明透镜

1403……空间光调制器

1404……TIR棱镜

1405……投影镜头

1406……光颜色色轮

1407……透镜

1408……聚光棒

1501……LD

1502……准直透镜

具体实施方式

下面参考附图，对本发明的实施方式所涉及的光源装置和投影显示装置进行说明。其中，以下所示的实施方式为举例说明，例如，对于细节部分的技术方案，在不脱离本发明宗旨的范围内，本领域技术人员可以适当加以变更来实施。

另外，在以下实施方式的说明所参考的附图中，只要没有特别说明，则附以相同参考编号来表示的单元具有同样的功能。

[实施方式1]

图1是示出实施方式1所涉及的光源装置的光学系统的概要结构的图。为了便于说明，在该图中省略了用于设置光学元件的机械结构、机箱、电气布线等。

(光源装置的结构)

光源装置1具备：具备多个半导体激光器(LD)的LD光源101；构成准直透镜系统(准直光学系统)的凸透镜102和凹透镜103；二向色镜104；相位差板106；构成聚光透镜系统(聚光光学系统)的凸透镜107和凸透镜108；荧光色轮109；电机110；以及反射器件105。

详细情况如图15所示，LD光源101具备5个LD 1501，每个LD 1501使用中心波长在455nm附近振荡的蓝色半导体激光器。另外，也可以使用中心波长在455nm以外的蓝色半导体激光器。作为激光器的驱动方式，使用了以恒定电流驱动的连续振荡。此外，在图1和图15中示例出设置5个LD 1501的情况，但半导体激光器(LD)的数量并不限定于5个，可以根据想要实现的光输出来适当变更。

这里，在图12的(A)和图12的(B)中示例出从LD光源101输出的光的发光光谱。一般而言，对于LD 1501的单独的单个器件来说，发光波长是窄光谱。然而，在如本实施方式的光源装置1那样具备多个LD 1501的LD光源101的情况下，由于各个LD 1501的发光光谱并非完全相同，因此作为LD光源101整体，如图12的(A)或图12的(B)所示例的那样，成为具有数nm～10nm左右的宽度的发光光谱特性。这是因为，目前已实用化的半导体激光器(LD)被规定了中心发光波长的公差而批量生产，但是由于制造上的偏差，即使是同一规格品，在中心发光波长的公差内，发光光谱也存在偏差。这样，由于利用多个具有偏差的LD 1501，因此作为LD光源101整体，如图12的(A)和图12的(B)所示例的那样，成为具有一定程度的波长范围的扩展的波长光谱特性。此外，图12的(A)和图12的(B)所示的发光光谱特性仅仅是示例，在本实施方式中使用的LD光源101并非必须具有如图所示的发光光谱特性。要强调的是，在使用多个LD的情况下，即便使用同一规格品的LD，LD光源的输出光也存在数nm～10nm左右的光谱宽度。

回到图15，为每个LD 1501设置有准直透镜1502。一般而言，半导体激光器发出的光束具有既定角度的扩展，通过设置准直透镜1502，从而能够抑制光束的扩展，使大致平行的光束从LD 1501射出。其中，准直透镜1502与安装LD 1501的封装可以为一体式，还可以为分体。当设为分体时，如果在多个LD 1501的后面紧接着独立配置透镜阵列等来构成光源模组，则能够具有同样的准直功能。

回到图1，LD光源101发出的光束通过由凸透镜102和凹透镜103构成的准直透镜系统而使光束直径被调整。如后所述，LD光源101的输出光作为用于激发荧光体的激发光以及用于显示的蓝色光(B)来使用。在图1中，示出了使用凸透镜102和凹透镜103各一个来作为准直透镜系统的系统，但这是示例，准直透镜系统的结构并不限定于此。激发光的光束直径根据使用的LD 1501的数量而适当设定，与之相应地，可以适当设计构成准直透镜系统的透镜的数量及材质、形状等光学规格以及配置间隔等。

在图1中，将准直透镜系统的光轴表示为光轴11。光轴11被设定为，相对于LD光源101发出的整个光束的截面垂直且从中心通过。

在准直透镜系统的光轴11上，相对于光轴11倾斜45度而配置有二向色镜104。在图11中示出二向色镜104的光学特性。对于波长在445nm附近的蓝色光(B光)，二向色镜104具有透射P偏光成分的光而反射S偏光成分的光的偏光特性。另外，二向色镜104具有对于绿色光(G光)、红色光(R光)或者包含这两种光的黄色光(Y光)的光进行反射的特性。具有这样的特性的二向色镜104例如可以通过在透明的玻璃基板等上蒸镀介质多层膜来形成。

在本实施方式中，考虑到LD光源101的输出光如前所述相对于中心波长455nm具有最大10nm左右的范围内的偏差而设定了二向色镜104的特性。即，为了抑制图12的(A)和图12的(B)所示例的发光光谱的输出光的损耗，设定了二向色镜104的截止波长(透射率或反射率为50％的波长：半值规格)。具体而言，如图11所示，对于S偏光将截止波长设为445nm，对于P偏光将截止波长设为465nm。通过采用这样的结构，二向色镜104能够使LD光源101输出的P偏光的蓝色光无损地透射。

回到图1，在准直透镜系统的光轴11上，在二向色镜104的前方设置有相位差板106。作为相位差板，可以使用1/2波长板或1/4波长板等。

例如，在使用1/4波长板的情况下，通过适当调整1/4波长板的光轴的配置角度，从而能够在作为直线偏光的P偏光入射时，将P偏光成分从100％分离控制到50％的光强度，将S偏光成分从0％分离控制到最大50％的光强度，使其成为圆偏光。另外，在使用1/2波长板的情况下，通过适当调整1/2波长板的光轴的配置角度，从而能够在作为直线偏光的P偏光入射时，改变直线偏光的偏光方位。

在LD光源101的输出光的光路上，在相位差板106的前方设置有由凸透镜107和凸透镜108构成的聚光透镜系统。聚光透镜系统能够使通过准直透镜系统被大致平行化后的、LD光源101的输出光聚光到荧光色轮109上。在图1的示例中，由两枚凸透镜107、108构成，但是聚光透镜系统的结构并不限于此例，也可以由一个或三个以上透镜构成。另外，透镜的形状、材质等也可以适当选择。即，除了球面之外，还可以使用非球面或自由曲面等透镜。如果使用BK7等价格低廉的光学材料，则能够以低廉的价格提供光源装置。

在聚光透镜系统的聚光位置，配置有荧光色轮109。在图10中示出荧光色轮109的主视图和侧视图。荧光色轮109以圆板状的玻璃板或金属板为基体，在其表面上设置有荧光区域1002和反射区域1001。荧光区域1002上包覆有荧光体，当被激发光(LD光源101的输出光)照射时，根据荧光体的种类而发出红色(R色)或绿色(G色)或黄色(Y色)的荧光。反射区域1001是用于将LD光源101的输出光反射的区域，未涂布荧光体。反射区域1001优选预先进行镜面加工，以将蓝色激光高效率地反射。荧光色轮109的基材适合采用热导率高的金属，为了提高风冷效率，也有在基材上设置凹凸部或空孔的情况。荧光色轮109与电机110连接，电机110以旋转轴为中心进行旋转，从而使被聚光到荧光色轮109上的激发光依次照射反射区域1001和荧光区域1002。

在本实施方式中，准直透镜系统的光轴11与聚光透镜系统的光轴12彼此平行但有偏移(位移)，处于非共轴关系。在本实施方式中，采取使LD光源101的输出光束在射向荧光色轮109时，在构成聚光透镜系统的凸透镜107、凸透镜108的下半部分区域内通过的配置。

在与准直透镜系统的光轴11正交的方向上观察，在远离二向色镜104的位置，与二向色镜104平行地配置有反射器件105。反射器件105被配置为，在反射器件105与准直透镜系统的光轴11之间夹着聚光透镜系统的光轴12。如果沿着与准直透镜系统的光轴11平行的方向观察，则反射器件105被设置在LD光源101与相位差板106之间。反射器件105的反射面的大小是二向色镜104的光学面的一半左右，其不遮挡从LD光源101射向二向色镜104的、LD光源101的输出光。

反射器件105使用反射蓝色(B色)光的反射镜。反射器件105优选针对蓝色(B色)光具有95％以上的反射率，例如可以在玻璃基板等上形成介质多层膜来制作。或者，也可以使用AL蒸镀等在基板上形成反射膜。

(光源装置的运转)

下面对具有上述结构的光源装置1的运转进行说明。

图2是用于对从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的行进路线进行说明的图。在照射荧光色轮109的反射区域1001的时段从LD光源101输出的蓝色光(B色光)作为用于图像显示的蓝色光(B色光)成分来发挥作用。另外，在照射荧光色轮109的荧光区域1002的时段从LD光源101输出的蓝色光(B色光)作为激发荧光体的激发光来发挥作用。

首先，在LD光源101中，从各LD 1501输出经准直透镜1502(图15)准直化后的大致平行的蓝色激光束。其中，从各LD 1501输出的激光束的偏光方向预先调整为P偏光。由于激光束之间彼此空出间隔平行行进，因此严格来说是空间离散的激光束群，但由于各LD 1501配置得极为靠近，因此也可以将激光束群统一视为一个光束来对待。即，LD光源101可以视为发出一个光束的光源。

该光束经准直透镜系统调整为既定的光束直径。此外，在本实施方式中，为了缩小由5个LD发出的光束直径，使用了凸透镜102和凹透镜103。将经准直透镜系统调整直径后的蓝色光束行进的路线设为LB1(LB1的方向与准直透镜系统的光轴一致)。

沿着LB1前进的蓝色光在从准直透镜系统通过后，入射至二向色镜104并透射。这是因为，如图11所示，二向色镜104的特性是将P偏光的蓝色光(B色光)透射的特性。

从二向色镜104透射的P偏光的蓝色光(B色光)接着从相位差板106通过。相位差板106使用1/4波长板。因此，P偏光的蓝色光(B色光)在从相位差板106透射之后，从P偏光的光变化为圆偏光的光。如果将圆偏光的光束到达荧光色轮109为止的路线设为LB2，则沿LB2行进的圆偏光的光受到聚光透镜系统(凸透镜107、凸透镜108)的聚光作用而聚光到荧光色轮109上。

在本实施方式中，将聚光透镜系统的光轴12与准直透镜系统的光轴11设为非共轴，即光轴偏移(位移)的结构。这是为了使从LD光源101输出的蓝色光(B色光)之中，照射荧光色轮109的反射区域1001的光作为用于图像显示的蓝色光(B色光)无损射出。

下面参考图17的(A)、图17的(B)进行详细说明。如图17的(A)所示，从LD光源101朝向荧光色轮109行进的蓝色光(B色光)沿着路线LB2在聚光透镜系统的下半部分区域，也就是在聚光透镜系统的光轴12下方的区域107(D)(实线)和108(D)(实线)通过。在照射荧光色轮109的反射区域1001的时段从LD光源101输出的蓝色光(B色光)被反射区域1001反射，但不是沿着路线LB2返回到相位差板106，而是如图17的(B)所示，沿着路线LB3在聚光透镜系统的上半部分区域通过。也就是，在聚光透镜系统的光轴12上方的区域108(U)(实线)和107(U)(实线)通过而返回到相位差板106。这是因为相对于反射区域1001的反射面的法线等于聚光透镜系统的光轴12，以入射角(光轴12与路线LB2所形成的角)与反射角(光轴12与路线LB3所形成的角)的大小相等的方式来反射。

在这一系列过程中，如果通过相位差板106从P偏光转换为圆偏光的蓝色光(B色光)在圆偏光的状态下返回到相位差板106，则通过相位差板106被转换为S偏光，并沿着路线LB4射向二向色镜104。如图2所示，沿着路线LB4入射至二向色镜104的S偏光的蓝色光(B色光)被二向色镜104反射而沿着路线LBs射出。

在图4中进一步详细示出光线的路线，来自LD光源101的蓝色光(B色光)作为整个光束，其光束直径被准直透镜系统(凸透镜102和凹透镜103)调整。然后，从二向色镜104和相位差板106通过，并在光轴相对于准直透镜系统有位移的聚光透镜系统的下半部分的透镜区域通过，而被聚光到荧光色轮上。

当图10所示的荧光色轮109的反射区域1001与蓝色光LB的聚光点相吻合时，蓝色光LB被反射，并以凸透镜108、凸透镜107的顺序在聚光透镜系统的光轴12的上半部分的区域透射而被平行化。如果将从相位差板106通过的S偏光的光的路线设为LBs，则沿着路线LBs行进的光被二向色镜104反射。经二向色镜104反射后的光成为光源装置1的射出光。

但是，在现实中，除非采用价格高昂的石英玻璃来构成聚光透镜系统，否则圆偏光的光在从凸透镜107和凸透镜108通过时受到双折射的影响而使偏光混乱，会从优质的圆偏光变化为椭圆偏光。可以认为由于高功率的激光入射至聚光透镜系统，因而各透镜的温度上升，产生由膨胀引起的光弹性效应，导致发生双折射而产生偏光状态的混乱。

变化为椭圆偏光的结果是，从相位差板106透射之后，沿着路线LB4射向二向色镜104的蓝色光(B色光)中会包含P偏光成分。由图11所示的二向色镜104的光学特性可知，P偏光的蓝色光(B色光)会从二向色镜104透射，因此不能通过路线LBs作为反射光射出。

关于这一点，在本实施方式的光源装置1中，如图2所示，在从二向色镜104透射的P偏光的蓝色光(B色光)的路线上，配置有与二向色镜104平行的反射器件105。经反射器件105反射后的P偏光的蓝色光(B色光)由于再次从二向色镜104通过，因此能够通过路线LBp作为透射光射出。即，能够通过路线LBs使S偏光的蓝色光(B色光)射出，并且通过与路线LBs平行的路线LBp使P偏光的蓝色光(B色光)射出。

在图5中针对P偏光的光的光线示出详细的光线路线。蓝色光(B色光)被荧光色轮109的反射区域反射后，从凸透镜108、凸透镜107透射而被平行化，在从相位差板106通过之后，蓝色光(B色光)之中的P偏光的光在路线LBp通过。作为平行光而从二向色镜104透射的P偏光的光到达反射器件105。反射器件105配置在与二向色镜104平行且间隔既定距离的位置，经反射器件105反射后的P偏光的光再次从二向色镜104透射，成为光源装置1的射出光。

如以上说明的那样，根据本实施方式，即使不采用价格高昂的石英玻璃来构成聚光透镜系统，也能够使经荧光色轮109的反射区域1001反射后的蓝色光(B色光)几乎无损地射出。

接着，对在照射荧光色轮109的荧光区域1002(图10)的时段从LD光源101输出蓝色光(B色光)时的运转进行说明。如图3所示，来自LD光源101的蓝色光LB作为整个光束，其光束直径被准直透镜系统(凸透镜102和凹透镜103)调整。然后，从二向色镜104和相位差板106通过，并在光轴相对于准直透镜系统有位移的聚光透镜系统的下半部分的透镜区域通过，而被聚光到荧光色轮109上。

当蓝色光LB的聚光位置与荧光区域1002(图10)相吻合时，蓝色光LB作为激发荧光体的激发光来发挥作用，通过荧光体来进行波长转换。在本实施方式中，由于在荧光区域1002中配置有发出黄色光的YAG系荧光体，因此荧光体发出的荧光LY是包含绿色(G)和红色(R)波段的黄色光(Y光)。

荧光LY被聚光透镜系统(凸透镜108、凸透镜107)平行化，在从相位差板106透射后入射至二向色镜104。由于二向色镜104具备图11所示的特性，因此黄色(Y色)波段的光被二向色镜104反射，成为光源装置1的射出光。此外，可以认为荧光LY是非偏光的光，在从相位差板106通过之后也是非偏光。

这样，由于照射激发光而发生波长转换的荧光LY能够从光源装置1高效率地射出。

[实施方式1的变形例]

接着，对实施方式1的变形例进行说明。本变形例即使在例如LD的温度上升，从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的光谱向长波长侧偏离的情况下，也能够稳定地输出照明光。

由于使LD光源101的驱动电流增加或者环境温度上升等理由，从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的光谱有时会向长波长侧偏离。例如，如图12的(C)所示，在将发光光谱向长波长侧偏离时的最大偏离量设为+λ时，使用投影显示装置时的+λ可以通过实验等预先进行验证。+λ典型地为15nm左右。

在本变形例中，使用了具备图13所示的光学特性的二向色镜104。即，考虑到从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的光谱可能会随时间变动到长波长侧，将针对S偏光的截止波长设定为453nm，将针对P偏光的截止波长设定为473nm。

在使用图11的特性的二向色镜时，如果从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的光谱处于图12的(A)的状态就没有问题，在如图12的(C)的虚线所示向长波长侧偏离时，一部分蓝色光(B色光)将不能从二向色镜104透射，能够作为激发光或用于显示的蓝色光来利用的光量会减少。

关于这一点，根据本变形例，从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的光谱无论是处于图12的(A)的状态，还是处于如图12的(C)的虚线所示向长波长侧偏离的状态，参考图2～图5而说明的光路都不会发生变化。即，从LD光源101输出的P偏光的蓝色光(B色光)不管有无波长偏离，都几乎无损地从二向色镜104透射，并照射荧光色轮109。

经荧光色轮109的反射区域1001(图10)反射后的蓝色光(B色光)即便因聚光透镜系统而产生偏光的混乱，也如图2所示，通过路线LBs射出S偏光成分，并通过与路线LBs平行的路线LBp射出P偏光成分。

另外，如图3所示，作为经荧光色轮109的荧光区域1002(图10)进行波长转换后的结果的黄色光(Y光)能够作为荧光LY而高效率地射出。

如以上说明的那样，根据本变形例，即使发生从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的发光光谱向长波长侧的变动，也能保持高的光利用率而无异于变动之前。关于荧光，与发光光谱变动之前同样，能够效率良好地作为光源装置1的射出光射出。这意味着通过光源装置1得到的光束的光量以及色温能保持得极为良好。这样，根据本变形例，能够提供即使LD光源的发光光谱发生变动，也能够抑制输出、色温等的特性劣化的、高性能的通用性高的光源装置。

[实施方式2]

图6是示出实施方式2所涉及的光源装置的光学系统的概要结构的图。为了便于说明，在该图中省略了用于设置光学元件的机械结构、机箱、电气布线等。在实施方式1中，使用了二向色镜和反射器件，而且它们的大小是不同的。另外，实施方式1是荧光色轮发出的荧光被二向色镜反射的结构。

与此相对，在实施方式2中，设为具备大小和波长特性大致相同的两个二向色镜的结构。另外，在实施方式1中，来自LD光源的光束在从二向色镜透射之后到达荧光色轮，与此相对，在实施方式2中，成为来自LD光源的蓝色光被二向色镜反射而到达荧光色轮的结构，光源装置的空间大小更加紧凑。以下对结构进行说明，但对于与实施方式1同样的部分或功能，简化或省略说明。

(光源装置的结构)

如图6所示，本实施方式的光源装置2具备：具备多个半导体激光器(LD)的LD光源101；构成准直透镜系统(准直光学系统)的凸透镜102和凹透镜103；第一二向色镜601；第二二向色镜602；相位差板106；构成聚光透镜系统的凸透镜107和凸透镜108；荧光色轮109；以及电机110。其中，由于LD光源101、准直透镜系统、相位差板106、聚光透镜系统(聚光光学系统)、荧光色轮109的形状、特性、功能等与实施方式1同样，因此在此省略详细说明。

第一二向色镜601被配置为，主面的方向相对于准直透镜系统(凸透镜102和凹透镜103)的光轴11’成45度的角度。另外，在光轴11’的延长线上，配置有第二二向色镜602。第一二向色镜601与第二二向色镜602为大致相同的大小，而且彼此平行且隔开既定间隔配置。

除了制造上的误差之外，第一二向色镜601与第二二向色镜602的特性是相同的，如图16所示，具有透射包含绿色(G色)和红色(R色)波长区域的光的黄色(Y色)波段的光，对于蓝色(B色)的光则透射P偏光成分而反射S偏光成分的偏光特性。针对P偏光的光的截止波长设为445nm，针对S偏光的光的截止波长设为465nm。

(光源装置的运转)

下面参考图6，对具有上述结构的光源装置2的运转进行说明。图6是用于对从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的行进路线进行说明的图。在照射荧光色轮109的荧光区域1002的时段从LD光源101输出的蓝色光(B色光)作为激发荧光体的激发光来发挥作用。另外，在照射荧光色轮109的反射区域1001的时段从LD光源101输出的蓝色光(B色光)作为用于图像显示的蓝色光(B色光)成分来发挥作用。

首先，在LD光源101中，从各LD 1501输出经准直透镜1502准直化后的大致平行的蓝色激光束。其中，从各LD 1501输出的激光束的偏光方向在本实施方式中预先调整为S偏光。由于激光束之间彼此空出间隔平行行进，因此严格来说是空间离散的激光束群，但由于各LD 1501配置得极为靠近，因此也可以将激光束群统一视为一个光束来对待。即，LD光源101可以视为发出一个光束的光源。

该光束经准直透镜系统调整为既定的光束直径。此外，在本实施方式中，为了缩小由5个LD发出的光束直径，使用了凸透镜102和凹透镜103。将经准直透镜系统调整直径后的蓝色光束行进的路线设为LB1’(LB1’与准直透镜系统的光轴一致)。

沿着LB1’前进的蓝色光在从准直透镜系统通过之后，入射至第一二向色镜601并被反射。这是因为第一二向色镜601的特性是如图16所示反射S偏光的蓝色光(B色光)的特性。

经第一二向色镜601反射后的S偏光的蓝色光(B色光)从相位差板106通过。相位差板106使用1/4波长板。因此，S偏光的蓝色光(B色光)在从相位差板106透射之后，从S偏光的光变化为圆偏光的光。如果将圆偏光的光束到达荧光色轮109为止的路线设为LB2’，则沿LB2’行进的圆偏光受到聚光透镜系统(凸透镜107、凸透镜108)的聚光作用而聚光到荧光色轮109上。

在本实施方式中，为了使在照射荧光色轮109的反射区域1001的时段从LD光源101输出的蓝色光(B色光)作为用于图像显示的蓝色光(B色光)成分无损射出，将入射至聚光透镜系统的光束的光轴(从准直透镜系统经第一二向色镜601反射而到达相位差板106的光束的光轴)与聚光透镜系统的光轴12’设为非共轴，即光轴偏移(位移)的结构。

朝向荧光色轮109行进的蓝色光(B色光)沿着路线LB2’在聚光透镜系统的上半部分区域，也就是聚光透镜系统的光轴12’上方的区域通过。在照射荧光色轮109的反射区域1001的时段从LD光源101输出的蓝色光(B色光)被反射区域1001反射，但不是沿着路线LB2’返回到相位差板106，而是如图6所示，沿着路线LB3’在聚光透镜系统的下半部分区域通过，也就是在聚光透镜系统的光轴12’下方的区域通过而返回到相位差板106。这是因为相对于反射区域1001的反射面的法线等于聚光透镜系统的光轴12’，以入射角(光轴12’与路线LB2’所形成的角)与反射角(光轴12’与路线LB3’所形成的角)的大小相等的方式来反射。

在这一系列过程中，如果通过相位差板106从S偏光转换为圆偏光的蓝色光(B色光)在圆偏光的状态下返回到相位差板106，则圆偏光通过相位差板106被无损地转换为P偏光，并沿着路线LB4’射向第二二向色镜602。然后，如图6所示，沿着路线LB4’入射至第二二向色镜602的P偏光的蓝色光(B色光)从第二二向色镜602透射而沿着路线LBp’射出。

在图7中示出更详细的光线路线，来自LD光源101的蓝色光(B色光)作为整个光束，其光束直径被准直透镜系统(凸透镜102和凹透镜103)调整。然后，从第一二向色镜601和相位差板106通过，并在聚光透镜系统的上半部分的透镜区域通过，而被聚光到荧光色轮上。

当图10所示的荧光色轮109的反射区域1001与蓝色光LB的聚光点相吻合时，B色光被反射，并以凸透镜108、凸透镜107的顺序在聚光透镜系统的光轴12’的下半部分的透镜区域透射而被平行化。如果将从相位差板106通过的P偏光的光的路线设为路线LBp’，则沿着路线LBp’行进的光从第二二向色镜602透射而成为光源装置2的射出光。

但是，在现实中，除非采用价格高昂的石英玻璃来构成聚光透镜系统，否则圆偏光的光在从凸透镜107和凸透镜108通过时受到双折射的影响而使偏光混乱，会从优质的圆偏光变化为椭圆偏光。可以认为由于高功率的激光入射至聚光透镜系统，因而各透镜的温度上升，产生由膨胀引起的光弹性效应，导致发生双折射而产生偏光状态的混乱。

变化为椭圆偏光的结果是，在从相位差板106射向第二二向色镜602的蓝色光(B色光)中，如图8所示，会包含S偏光成分(路线LBs’)。从图16所示的第二二向色镜602的光学特性可知，S偏光的蓝色光(B色光)会被第二二向色镜602反射，因此不能通过路线LBp’(图6)作为透射光射出。

关于这一点，在本实施方式的光源装置2中，如图8所示，在经第二二向色镜602反射后的S偏光的蓝色光(B色光)的路线LBs’上，与第二二向色镜602平行地配置有第一二向色镜601。经第二二向色镜602反射后的S偏光的蓝色光(B色光)由于再次被第一二向色镜601反射，因此能够作为用于照明的光射出。

这样，根据本实施方式，如图6所示，能够通过路线LBp’使P偏光的蓝色光(B色光)射出，并且能够通过与路线LBp’平行的路线LBs’使S偏光的蓝色光(B色光)射出。换言之，在成为椭圆偏光的蓝色光之中，S偏光成分(路线LBs’)在被第二二向色镜602反射之后，进一步被第一二向色镜601反射而成为光源装置的射出光。另外，在成为椭圆偏光的蓝色光之中，P偏光成分(路线LBp’)从第二二向色镜602透射而成为光源装置的射出光。

接着，参考图9，对在照射荧光色轮109的荧光区域1002(图10)的时段从LD光源101输出蓝色光(B色光)时的运转进行说明。如图9所示，来自LD光源101的蓝色光LB’作为整个光束，其光束直径被准直透镜系统(凸透镜102和凹透镜103)调整。然后，从第一二向色镜601和相位差板106通过，并在光轴相对于准直透镜系统有位移的聚光透镜系统的上半部分的透镜区域通过，而被聚光到荧光色轮109上。

当蓝色光LB’的聚光位置与荧光区域1002(图10)相吻合时，蓝色光LB’作为激发荧光体的激发光来发挥作用，通过荧光体来进行波长转换。在本实施方式中，由于在荧光区域1002中配置有发出黄色光的YAG系荧光体，因此荧光体发出的荧光LY’是包含绿色(G)和红色(R)波段的黄色光(Y光)。荧光LY’从荧光体以宽的角度范围射出，而被聚光透镜系统聚光。

即，荧光LY’通过聚光透镜系统(凸透镜108、凸透镜107)被平行化，在从相位差板106透射之后，入射至第一二向色镜601和第二二向色镜602。由于第一二向色镜601和第二二向色镜602具备图16所示的特性，因此黄色(Y色)波段的光从这些二向色镜透射，成为光源装置2的射出光。此外，可以认为荧光LY’是非偏光的光，在从相位差板106通过之后也是非偏光。

这样，由于照射激发光而发生波长转换的荧光LY’能够从光源装置2高效率地射出。

这样，根据本实施方式的光源装置2，成为如下的结构：将兼作用于显示的蓝色光和激发光的、来自LD光源的光聚光照射到荧光色轮109上，并将通过照射而发生波长转换后的荧光和反射后的蓝色光使用第一二向色镜601和第二二向色镜602从光源装置2效率良好地射出。特别是在准直透镜系统的光轴上以45度配置第一二向色镜，兼作用于显示的蓝色光的激发光的准直透镜系统的光轴11’与针对荧光色轮的聚光透镜的光轴12’为非共轴，即有偏移(位移)。进而，与第一二向色镜平行地配置第二二向色镜，第一二向色镜与第二二向色镜可以使用形状、特性相同的二向色镜。因此，不仅部件数量少，而且还可以利用低成本的光学部件，能够实现小型且低成本的光学系统。

使用低成本的聚光透镜系统的结果是，即使反射后的蓝色光中包含椭圆偏光成分，也能够使P偏光成分和S偏光成分每种都不发生光损耗而效率良好地射出，因此能够充分确保蓝色光量，且白平衡稳定。因此，通过高效率地得到的荧光以及蓝色光，能够实现极为良好的图像光的色温。

[实施方式2的变形例]

下面对实施方式2的变形例进行说明。本变形例也与实施方式1的变形例同样，即使在例如LD的温度上升，从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的光谱向长波长侧偏离的情况下，也能够稳定地输出光。对于与实施方式1的变形例共同的事项的说明将简化或省略。

在本变形例中，考虑到如图12的(C)所示LD光源101的发光光谱可能向长波长侧偏离+λ，将二向色镜的截止波长设定为与图16所示的示例相比向长波长侧偏离。即，针对P偏光的光的截止波长设为460nm，针对S偏光的光的截止波长设为480nm。

根据本变形例，从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的光谱无论是处于图12的(A)的状态，还是处于如图12的(C)的虚线所示向长波长侧偏离的状态，参考图6～图9而说明的光路都不会发生变化。即，从LD光源101输出的S偏光的蓝色光(B色光)不管有无波长偏离，都几乎无损地被二向色镜601反射，并照射荧光色轮109。

经荧光色轮109的反射区域1001(图10)反射后的蓝色光(B色光)即便因聚光透镜系统而产生偏光的混乱，也如图8所示通过路线LBs’射出S偏光成分，并如图7所示通过与路线LBs’平行的路线LBp’射出P偏光成分。

另外，如图9所示，作为经荧光色轮109的荧光区域1002(图10)进行波长转换后的结果的黄色光(Y光)能够作为荧光LY’而高效率地射出。

根据本变形例，即使发生从LD光源101输出的蓝色光(B色光)的发光光谱向长波长侧的位移，也能保持高的光利用率而无异于位移之前。关于荧光，与激发光的发光光谱位移之前同样，能够效率良好地作为光源装置2的射出光射出。这意味着通过光源装置2得到的光束的光量以及色温能保持得极为良好。这样，根据本变形例，能够提供即使LD光源的发光光谱发生变动，也不会发生输出、色温等的特性劣化的、高性能的通用性高的光源装置。

[实施方式3]

接着，作为实施方式3，对具备实施方式1或其变形例所涉及的光源装置的投影显示装置进行说明。其中，关于光源装置1，由于与实施方式1或其变形例相同，因此简化或省略说明。

图14是示出本实施方式的投影显示装置1000的光学结构的典型图。投影显示装置1000具备：光源装置1、透镜1407(中继透镜)、聚光棒1408、光颜色色轮1406、照明透镜1401、照明透镜1402、内部全反射(TIR，Total Internal Reflection)棱镜1404、空间光调制器1403(光调制器件)以及投影镜头1405。

光源装置1随着荧光色轮109的旋转，将蓝色光(B色光)和黄色光(Y色光)分时射出。

从光源装置1输出的照明光IL入射至透镜1407(中继透镜)，透镜1407是设定为既定的NA以便与投影镜头1405的F值相适应，且用于将光源装置1发出的光聚光到聚光棒1408的入射口的透镜。中继透镜并非必须由一枚透镜构成。另外，在NA充分的情况下，也可以不设置。

聚光棒1408也称为光通道或积分棒，是在投影仪的照明系统中普遍使用的光学部件。也可以不使用聚光棒，而是设为在液晶投影仪的照明系统中利用的复眼积分器。在聚光棒1408的射出侧，相靠近地配置有光颜色色轮1406。

光颜色色轮1406也称为光颜色选择色轮，是能够以旋转轴为中心进行旋转的板状旋转体，设置有R、Y、G各种颜色的滤片和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。在一些情况下，该光透射部中有时设置有用于使其他颜色的输出光与NA一致的扩散板。

具有荧光体的荧光色轮109与光颜色色轮1406同步进行旋转，旋转时序被调整为使得当前者的黄色荧光体发光时，后者的R滤片或Y滤片或G滤片位于照明光IL的光路上，当蓝色的激发光在前者反射时，后者的光透射部位于照明光IL的光路上。

从光颜色色轮1406透射的光作为红色(R)、绿色(G)、黄色(Y)、蓝色(B)等被分时重复的、色纯度高的照明光来使用。

照明透镜1401、照明透镜1402是将经由聚光棒1408和光颜色色轮1406传播的照明光整形为适于对空间光调制器1403进行照明的光束的透镜，由单个或多个透镜构成。

TIR棱镜1404是组合两个棱镜而成的内部全反射棱镜。TIR棱镜1404使照明光进行内部全反射而以既定的角度入射至空间光调制器1403，并使经空间光调制器1403调制后的反射光朝向投影镜头1405透射。

作为空间光调制器1403(光调制器件)，例如使用以阵列状设置有微镜器件的数字微镜器件(DMD，Digital Micromirror Device)。与各显示像素对应的微镜被驱动，以根据图像信号的亮度级，通过脉冲宽度调制来变更反射方向。通过使空间光调制器1403的调制运转与从光源装置1经由光颜色色轮1406提供的分时的各种颜色的照明光同步进行，从而能够得到彩色图像光IMG。

投影镜头1405是用于将经空间光调制器1403调制后的彩色图像光IMG放大投影到未图示的屏幕上的镜头，由单个或多个透镜构成。另外，在用户向任意墙面等进行投影时未必需要设置屏幕。

通过使用实施方式1或其变形例所示的高效率且色平衡稳定的光源装置来构成投影仪，从而能够提供小型、光利用率高、色温良好、而且即使激光光源的发光光谱发生变动，性能也能保持在高品位的投影仪。

[其他实施方式]

本发明的实施并不限定于上述的实施方式，在本发明的技术思想内可以进行多种变形。

例如，在实施方式3中，使用实施方式1或其变形例的光源装置1来构成投影显示装置，但如果使用实施方式2或其变形例的光源装置2，则同样能够构成高画质的投影显示装置，这是不言而喻的。

另外，当在实施方式1中代替1/4波长板而使用1/2波长板来作为相位差板106时，从LD光源101输出的P偏光的蓝色光通过从1/2波长板透射而被转换为S偏光，在被荧光色轮反射之后，通过再次从1/2波长板透射而被转换为P偏光。于是，蓝色的P偏光的光从二向色镜104透射而被反射器件105反射，并再次从二向色镜104透射而通过图2的路线LBp射出。另外，即便在从聚光透镜系统透射时S偏光产生混乱而产生了P偏光成分，也能够通过从1/2波长板透射而被转换为S偏光，并通过图2的路线LBs射出。这样，使用低成本的聚光透镜系统的结果是，即使反射后的蓝色光的偏光产生混乱，也能够使P偏光成分和S偏光成分每种都不发生光损耗而效率良好地射出，因此能够充分确保蓝色光量，且白平衡稳定。因此，通过高效率地得到的荧光以及蓝色光，能够实现极为良好的图像光的色温。

另外，当在实施方式2中代替1/4波长板而使用1/2波长板来作为相位差板106时，从LD光源101输出的S偏光的蓝色光通过从1/2波长板透射而被转换为P偏光，在被荧光色轮反射之后，通过再次从1/2波长板透射而被转换为S偏光。于是，蓝色的S偏光的光被第二二向色镜602和第一二向色镜601反射而通过图6的路线LBs’射出。另外，即便在从聚光透镜系统透射时P偏光产生混乱而产生了S偏光成分，也能够通过从1/2波长板透射而被转换为P偏光，并通过图6的路线LBp’射出。这样，使用低成本的聚光透镜系统的结果是，即使反射后的蓝色光的偏光产生混乱，也能够使P偏光成分和S偏光成分每种都不发生光损耗而效率良好地射出，因此能够充分确保蓝色光量，且白平衡稳定。因此，通过高效率地得到的荧光以及蓝色光，能够实现极为良好的图像光的色温。

另外，虽然在实施方式1和实施方式2中没有特别明示，但是例如为了减轻投影画面上产生的由蓝色(B色)激光引起的斑点噪声，可以使用扩散板。如果在光源装置内的光学系统的一部分中追加配置扩散板，则能够减轻斑点噪声。

另外，作为减轻斑点噪声的另一方法，也可以考虑筛选波长稍有不同的LD并适当进行组合，以作为蓝色用的LD光源。在这样的LD光源中，虽然LD光源的发光光谱的范围会扩大，但是通过与此相配合而适当设定二向色镜的特性，从而即使不采用价格高昂的石英玻璃来构成聚光透镜系统，也能够使经荧光色轮的反射区域反射后的蓝色光(B色光)几乎无损地射出。

另外，LD光源的发光波长(中心波长)不需要一定是445nm，例如也可以从440nm～470nm的范围内选择适当的波长来设定为中心波长。可以根据所选择的中心波长，适当设定二向色镜的截止波长。

另外，准直透镜系统并不是必须的。准直透镜系统的目的是调整来自LD光源的光束直径，因此在所使用的LD的数量少而不需要调整光束直径的情况下可以省略。另外，在实施方式1或实施方式2中，如果设置以能够旋转的方式保持相位差板并能够进行角度调整的机构，则能够通过旋转来使相位差板的光学轴变化。由此，能够变更从相位差板通过之后的椭圆偏光的P偏光成分和S偏光成分的比例，并能够调整入射至聚光棒的P偏光和S偏光的光量分配。越是调整为均等的光量分配，越能够提高投影仪投影画面上的照度分布的均匀性。

Claims (8)

1.一种光源装置，其特征在于，具备：

激光光源，以既定的偏光状态输出既定波长区域的光；

二向色镜，配置在所述激光光源的光轴上；

相位差板；

聚光光学系统；

能够旋转的色轮，具备荧光区域和反射区域，所述荧光区域当被所述既定波长区域的光照射时发出荧光，所述反射区域当被所述既定波长区域的光照射时进行反射；以及

反射器件，

所述激光光源的输出光从所述二向色镜、所述相位差板、所述聚光光学系统的一部分按此顺序透射，并照射所述色轮的所述荧光区域或所述反射区域，

经所述反射区域反射后的所述既定波长区域的光从所述聚光光学系统的与所述一部分不同的部分、所述相位差板按此顺序透射而入射至所述二向色镜，

所述既定波长区域的光之中所述既定的偏光状态的成分在从所述二向色镜透射后被所述反射器件反射，并再次从所述二向色镜透射而射出，

所述既定波长区域的光之中与所述既定的偏光状态不同的成分被所述二向色镜反射而射出，

所述荧光区域发出的荧光从所述聚光光学系统、所述相位差板按此顺序透射而入射至所述二向色镜，并被所述二向色镜反射而射出。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

在所述激光光源与所述二向色镜之间具备对所述激光光源的输出光进行准直化的准直光学系统，所述准直光学系统的光轴与所述聚光光学系统的光轴彼此平行且有偏移。

3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述既定的偏光状态为P偏光，

所述二向色镜的针对P偏光的截止波长大于针对S偏光的截止波长。

4.一种光源装置，其特征在于，具备：

激光光源，以既定的偏光状态输出既定波长区域的光；

第一二向色镜，配置在所述激光光源的光轴上；

第二二向色镜，与所述第一二向色镜平行地配置在所述激光光源的光轴的延长线上；

相位差板；

聚光光学系统；以及

能够旋转的色轮，具备荧光区域和反射区域，所述荧光区域当被所述既定波长区域的光照射时发出荧光，所述反射区域当被所述既定波长区域的光照射时进行反射；

所述激光光源的输出光在被所述第一二向色镜反射后，从所述相位差板、所述聚光光学系统的一部分按此顺序透射，并照射所述色轮的所述荧光区域或所述反射区域，

经所述反射区域反射后的所述既定波长区域的光从所述聚光光学系统的与所述一部分不同的部分、所述相位差板按此顺序透射而入射至所述第二二向色镜，

所述既定波长区域的光之中所述既定的偏光状态的成分在被所述第二二向色镜反射后，被所述第一二向色镜反射而射出，

所述既定波长区域的光之中与所述既定的偏光状态不同的成分从所述第二二向色镜透射而射出，

所述荧光区域发出的荧光在从所述聚光光学系统、所述相位差板按此顺序透射后，一部分从所述第一二向色镜透射而射出，另一部分从所述第二二向色镜透射而射出。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

在所述激光光源与所述第一二向色镜之间具备对所述激光光源的输出光进行准直化的准直光学系统，所述准直光学系统的光轴与所述聚光光学系统的光轴彼此正交。

6.根据权利要求4或5所述的光源装置，其特征在于，

所述既定的偏光状态为S偏光，

所述二向色镜的针对S偏光的截止波长大于针对P偏光的截止波长。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述相位差板为1/2波长板或1/4波长板。

8.一种投影显示装置，其特征在于，具备：

权利要求1至7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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