CN116819866A - 光源装置和投影仪 - Google Patents

Abstract

光源装置和投影仪，能够提高发光效率。光源装置具有：第1激光发光元件，射出第1波段的第1光；波长转换元件，将第1光转换为第2波段的第2光；基材，具有支承第1激光发光元件的第1支承部和支承波长转换元件的第2支承部；第1光学元件，配置在第1激光发光元件与波长转换元件之间，将从第1激光发光元件射出的第1光引导到波长转换元件。第1光学元件具有：第1入射面，与第1激光发光元件对置，供从第1激光发光元件射出的第1光入射；第1反射面，使从第1入射面入射的第1光反射而使第1光的光路弯曲；第1射出面，与波长转换元件对置，将由第1反射面反射后的第1光向波长转换元件射出。第1入射面、第1反射面和第1射出面相互交叉。

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

在下述专利文献1中公开了一种光源装置，该光源装置具有设置于基板的支承面的荧光体和激励光源，使从激励光源与支承面平行地射出的激励光入射到荧光体，将从荧光体射出的荧光从透光性窗取出。

专利文献1：日本特开2012-054272号公报

在上述光源装置中，存在如下课题：由于利用从激励光源沿着基材的支承面射出的激励光激励荧光体，因此激励光无法高效地入射到荧光体，荧光转换效率降低，从而无法生成明亮的荧光。

发明内容

为了解决上述课题，本发明的光源装置具备：第1激光发光元件，其射出第1波段的第1光；波长转换元件，其将所述第1光转换为与所述第1波段不同的第2波段的第2光；基材，其具有支承所述第1激光发光元件的第1支承部和支承所述波长转换元件的第2支承部；以及第1光学元件，其配置在所述第1激光发光元件与所述波长转换元件之间的所述第1光的光路上，将从所述第1激光发光元件射出的所述第1光引导到所述波长转换元件，所述第1光学元件具有：第1入射面，其与所述第1激光发光元件对置，供从所述第1激光发光元件射出的所述第1光入射；第1反射面，其对从所述第1入射面入射的所述第1光进行反射而使所述第1光的光路弯曲；以及第1射出面，其与所述波长转换元件对置，将由所述第1反射面反射后的所述第1光朝向所述波长转换元件射出，所述第1入射面、所述第1反射面和所述第1射出面相互交叉。

本发明的投影仪具有：上述的光源装置；光调制装置，其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是表示实施方式的投影仪的概略结构的图。

图2是照明装置的概略结构图。

图3是光源装置的俯视图。

图4是图3的IV-IV线向视的截面。

图5是第1变形例的棱镜部件的俯视图。

图6是第2变形例的棱镜部件的截面图。

标号说明

1：投影仪；4B、4G、4R：光调制装置；6：投射光学装置；20、350：光源装置；21：基材；21a：第1支承部；21b：第2支承部；21c：第3支承部；22：激光发光元件；22a：第1激光发光元件；22b：第2激光发光元件；24：波长转换元件；25、250：棱镜部件；26、260：入射面；26A：第1入射面；26B：第2入射面；27：反射面；27A：第1反射面；27B：第2反射面；28：射出面；28A：第1射出面；28B：第2射出面；30：反射部件；31：第1光学层；32：第2光学层；125A：第1部位(第1光学元件)；125B：第2部位(第2光学元件)；213：凹部；240：波长转换层；240a：表面(光入射面)；241：反射层；A：空气层；E：激励光(第1光)；M1：第1圆锥面；M2：第2圆锥面；YL：荧光(第2光)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

此外，在以下的说明中使用的附图中，为了容易理解特征，有时为了方便而将作为特征的部分放大示出，各构成要素的尺寸比率等不一定与实际相同。

对本实施方式的投影仪的一例进行说明。

图1是表示本实施方式的投影仪的概略结构的图。

如图1所示，本实施方式的投影仪1是在屏幕SCR上显示彩色影像的投射型图像显示装置。投影仪1具备颜色分离光学系统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、投射光学装置6以及照明装置2。

颜色分离光学系统3将来自照明装置2的白色的照明光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具备第1分色镜7a以及第2分色镜7b、第1反射镜8a、第2反射镜8b以及第3反射镜8c、第1中继透镜9a以及第2中继透镜9b。

第1分色镜7a将来自照明装置2的照明光WL分离成红色光LR和作为其他光的绿色光LG和蓝色光LB。第1分色镜7a使分离后的红色光LR透过，并且反射其他光。第2分色镜7b反射绿色光LG并且使蓝色光LB透过。

第1反射镜8a将红色光LR朝向光调制装置4R反射。第2反射镜8b和第3反射镜8c将蓝色光LB引导至光调制装置4B。绿色光LG从第2分色镜7b朝向光调制装置4G反射。

第1中继透镜9a配置在蓝色光LB的光路中的第2分色镜7b的后级。第2中继透镜9b配置在蓝色光LB的光路中的第2反射镜8b的后级。

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例如使用透射型的液晶面板。另外，在液晶面板的入射侧以及射出侧分别配置有未图示的偏振板，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以及光调制装置4B的入射侧分别配置有场透镜10R、场透镜10G、场透镜10B。场透镜10R、场透镜10G以及场透镜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的光束平行化。

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例如使用十字分色棱镜。

投射光学装置6由多个透镜构成。投射光学装置6将由合成光学系统5合成后的图像光朝向屏幕SCR放大投射。由此，在屏幕SCR上显示图像。

图2是照明装置2的概略结构图。

如图2所示，照明装置2具有光源装置20、拾取光学系统34、积分器光学系统35、偏振转换元件36和重叠透镜37。

光源装置20朝向拾取光学系统34射出白色的照明光WL。

由拾取光学系统34平行化后的照明光WL入射到积分器光学系统35。积分器光学系统35例如由第1透镜阵列35a和第2透镜阵列35b构成。

第1透镜阵列35a包含多个第1小透镜35am，第2透镜阵列35b包含多个第2小透镜35bm。

第1透镜阵列35a将照明光WL分离成多个小光束。第1小透镜35am使小光束在对应的第2小透镜35bm上成像。积分器光学系统35通过与后述的重叠透镜37协作而使作为被照明区域的图1所示的光调制装置4R、4G、4B的图像形成区域的照度分布均匀化。

通过了积分器光学系统35的照明光WL入射到偏振转换元件36。偏振转换元件36例如由偏振分离膜和相位差板(1/2波长板)构成。偏振转换元件36将荧光YL的偏振方向转换为一方的偏振成分。

通过了偏振转换元件36的照明光WL入射到重叠透镜37。从重叠透镜37射出的照明光WL向颜色分离光学系统3入射。重叠透镜37通过使构成照明光WL的上述多个小光束在光调制装置4R、4G的被照明区域、即图像形成区域中相互重叠而均匀地进行照明。

以下，对光源装置20的结构进行详细说明。

图3是光源装置20的俯视图。图3是从沿着光轴ax的方向(Z轴方向)观察光源装置20的图。在以下的附图内，根据需要使用XYZ坐标系对光源装置20的各结构进行说明。Z轴是与光源装置20的光轴ax平行的轴，X轴是与光轴ax正交且与构成光源装置20的基材21的法线平行的轴，Y轴和Z轴是相互正交且分别与X轴正交的轴。另外，光源装置20的光轴ax与图2所示的照明装置2的照明光轴ax1一致。

如图3所示，光源装置20具有基材21、多个激光发光元件22、波长转换元件24、棱镜部件25和反射部件30(参照后述的图4)。

基材21支承多个激光发光元件22和波长转换元件24。基材21例如是铝、铜这样的散热性优异的金属板。

在从沿着光轴ax的Z轴方向俯视(以下简称为俯视)时，多个激光发光元件22配置在棱镜部件25的周围。多个激光发光元件22以在棱镜部件25的周围呈放射状延伸的方式配置。多个激光发光元件22以一对元件彼此夹着光轴ax对置的方式配置。

在本实施方式中，多个激光发光元件22包含第1激光发光元件22a和第2激光发光元件22b。第1激光发光元件22a和第2激光发光元件22b以夹着光轴ax对置的方式配置在基材21上。第1激光发光元件22a相对于光轴ax配置在-Y侧，第2激光发光元件22b相对于光轴ax配置在+Y侧。

图4是光源装置20的截面图。图4是图3的IV-IV线向视的截面，是包含光轴ax且与XY平面正交的面的光源装置20的截面图。另外，图4是包含多个激光发光元件22中的第1激光发光元件22a和第2激光发光元件22b的截面图。

基材21是具有表面210和背面211的板材，在表面210侧支承有多个激光发光元件22、波长转换元件24和棱镜部件25。基材21具有：第1支承部21a，其支承多个激光发光元件22；第2支承部21b，其支承波长转换元件24；第3支承部21c，其支承棱镜部件25；以及凹部213，其收纳波长转换元件24。

基材21作为释放多个激光发光元件22、波长转换元件24和棱镜部件25的热的散热部件发挥功能。

第3支承部21c设置于基材21的表面210的中央。第1支承部21a设置在基材21的表面210中的第3支承部21c的周围。

如图3所示，第2支承部21b设置于在俯视时与第3支承部21c重叠的位置。第2支承部21b是收纳有波长转换元件24的凹部213。即，凹部213形成于在俯视时与基材21中的第3支承部21c的一部分重叠的位置。

第1支承部21a具有支承多个激光发光元件22的第1支承面21a1。第3支承部21c具有支承棱镜部件25的第3支承面21c1。在本实施方式中，第1支承面21a1以及第3支承面21c1由基材21的表面210的一部分构成。即，第1支承面21a1与第3支承面21c1为同一平面。此外，第1支承面21a1和第3支承面21c1也可以是Z轴方向的位置不同的平面。例如，第3支承面21c1也可以相对于第1支承面21a1凹陷。在该情况下，容易在相对于第1支承面21a1凹陷的第3支承面21c1内配置棱镜部件25。

在本实施方式的情况下，由于支承各激光发光元件22的第1支承面21a1由平面构成，因此简化了各激光发光元件22相对于基材21的安装工序。由此，能够在基材21上高精度地安装各激光发光元件22，因此从各激光发光元件22射出的激励光E与棱镜部件25的对位变得容易。因此，能够提高在波长转换元件24上形成的激励光E的照射点(spot)的位置精度。

第2支承部21b具有支承波长转换元件24的第2支承面21b1。第2支承面21b1是形成于基材21的表面210的凹部213的底面。因此，第2支承面21b1相对于第1支承面21a1以及第3支承面21c1位于基材21的背面211侧。即，第2支承面21b1是相对于基材21的表面210凹陷的面。

在本实施方式中，棱镜部件25经由反射部件30固定于第3支承部21c。反射部件30反射激励光E和后述的荧光YL，例如由Ag膏膜构成。反射部件30设置于第1射出面28A中的不与波长转换元件24对置的区域。

在本实施方式中，在支承于第2支承部21b的波长转换元件24与支承于第3支承部21c的棱镜部件25之间设置有间隙S。即，波长转换元件24与棱镜部件25不接触，在波长转换元件24与棱镜部件25的间隙S设置有空气层A。

接着，对激光发光元件22的结构进行说明。各激光发光元件22均具有相同的结构。

各激光发光元件22包含发光部220和副底座(submount)221。发光部220发出第1波段的激励光(第1光)E。第1波段例如是从400nm～480nm的蓝色到紫色的波段，峰值波长例如是455nm。

副底座221例如由氮化铝、氧化铝等陶瓷材料构成。副底座221缓和因基材21与发光部220的线膨胀系数的不同而产生的热应力。副底座221通过银焊料、金-锡焊料等接合材料与基材21的第1支承部21a接合。

各激光发光元件22分别以沿着基材21的表面210射出激励光E的方式支承于基材21的第1支承部21a。从各激光发光元件22射出的激励光E入射到棱镜部件25。

棱镜部件25配置在各激光发光元件22与波长转换元件24之间的激励光E的光路上，将从各激光发光元件22射出的激励光E向波长转换元件24引导。

波长转换元件24具有波长转换层240和相对于波长转换层240设置在棱镜部件25的相反侧的反射层241。波长转换层240具有表面240a和背面240b。反射层241设置于波长转换层240的背面240b。

波长转换层240包含将激励光E转换为与第1波段不同的第2波段的荧光(第2光)YL的荧光体。第2波段例如是550nm～640nm的黄色波段。作为这样的荧光体，例如能够使用YAG(钇铝石榴石)系荧光体。此外，荧光体的形成材料可以为1种，也可以使用将使用2种以上的材料形成的粒子混合而成的物质作为荧光体。

波长转换层240的表面240a相当于波长转换元件24的光入射面。波长转换层240从表面240a射出对从波长转换层240的表面240a入射的激励光E进行波长转换而得到的荧光YL。另外，激励光E的一部分在波长转换层240的表面240a或内部散射，不转换为荧光YL而从表面240a射出。因此，波长转换层240的表面240a也相当于波长转换元件24中的光射出面。

荧光YL的一部分朝向波长转换层240的背面240b前进。在本实施方式的情况下，能够通过设置于波长转换层240的背面240b的反射层241将荧光YL朝向表面240a反射。

本实施方式的波长转换元件24是从激励光E入射的表面240a射出荧光YL的反射型的波长转换元件。

如图3所示，棱镜部件25的外形为圆形，具有将圆锥台的上表面侧以圆锥状去除而成的外观。棱镜部件25例如由石英、BK7等光学玻璃构成。另外，棱镜部件25的中心轴25C与光源装置20的光轴ax一致。

如图4所示，棱镜部件25以覆盖配置于基材21的凹部213的波长转换元件24的上方的方式支承于基材21的第3支承部21c。

棱镜部件25具有入射面(第1面)26、反射面(第2面)27、射出面(第3面)28、第1光学层31和第2光学层32。入射面26、反射面27以及射出面28是相互交叉的面。

如图3所示，入射面26包含相对于棱镜部件25在与波长转换元件24相反的一侧(+Z侧)具有顶点的第1圆锥面M1。入射面26是与各激光发光元件22对置而供从各激光发光元件22射出的激励光E入射的面。

如图3所示，反射面27位于第1圆锥面M1的内侧，包含在基材21侧具有顶点的第2圆锥面M2。反射面27是对从入射面26入射的激励光E进行反射而使激励光E的光路朝向波长转换元件24侧弯曲的面。

射出面28是与波长转换元件24对置、将由反射面27反射的激励光E朝向波长转换元件24射出的面。

本实施方式的棱镜部件25由与多个激光发光元件22分别对应的多个部位125构成。在本实施方式中，各部位125一体成形。即，本实施方式的棱镜部件25是单一的棱镜部件。

多个部位125包含与第1激光发光元件22a对应的第1部位(第1光学元件)125A和与第2激光发光元件22b对应的第2部位(第2光学元件)125B。

第1部位125A具有第1入射面26A、第1反射面27A以及第1射出面28A。第1入射面26A是与第1激光发光元件22a对置而供从第1激光发光元件22a射出的激励光E入射的面。第1反射面27A是对从第1入射面26A入射的激励光E进行反射而使激励光E的光路弯曲的面。第1射出面28A是与波长转换元件24对置、将被第1反射面27A反射的激励光E朝向波长转换元件24射出的面。

第2部位125B具有第2入射面26B、第2反射面27B以及第2射出面28B。第2入射面26B是与第2激光发光元件22b对置而供从第2激光发光元件22b射出的激励光E入射的面。第2反射面27B是对从第2入射面26B入射的激励光E进行反射而使激励光E的光路弯曲的面。第2射出面28B是与波长转换元件24对置、将被第2反射面27B反射的激励光E朝向波长转换元件24射出的面。

在本实施方式的情况下，第1部位125A以及第2部位125B如上述那样一体成形。因此，第1入射面26A以及第2入射面26B分别由入射面26的一部分构成，第1反射面27A以及第2反射面27B分别由反射面27的一部分构成，第1射出面28A以及第2射出面28B分别由射出面28的一部分构成。

在本实施方式中，设定反射面27相对于入射面26的角度使得反射面27将从入射面26入射的激励光E全反射。

例如，在将从各激光发光元件22射出的激励光E的最大放射角设想为约70°的情况下，入射面26和射出面28所成的第1角度例如设定为60°，反射面27和射出面28所成的第2角度例如设定为40°。即，在棱镜部件25中，第1角度及第2角度均为锐角。

在此，在图4所示的基于包含棱镜部件25的中心轴25C的面的截面中，第1角度和第2角度由入射面26与射出面28交叉的角度、以及反射面27与射出面28交叉的角度规定。

本实施方式的棱镜部件25具有包含第1圆锥面M1的入射面26和包含第2圆锥面M2的反射面27，因此如图3所示，成为在中心轴25C的周向上入射面26以及反射面27连续的形状。

第1光学层31设置于入射面26。第1光学层31例如由分色镜构成，使激励光E透过并且反射荧光YL。

第2光学层32设置于射出面28。第2光学层32例如由AR涂层膜构成，抑制入射至射出面28的光的反射。

以下，对从各激光发光元件22射出的激励光E经由棱镜部件25入射到波长转换元件24的过程进行说明。另外，由于从各激光发光元件22射出的激励光E均进行相同的动作，因此，以下，以从第1激光发光元件22a射出的激励光E的动作为例进行说明。

第1激光发光元件22a朝向棱镜部件25的第1入射面26A射出激励光E。第1激光发光元件22a沿着基材21的表面210射出激励光E。第1激光发光元件22a沿着与基材21的表面210平行的波长转换元件24的表面240a射出激励光E。

激励光E透过设置于第1入射面26A的第1光学层31，从第1入射面26A入射到棱镜部件25的内部。激励光E在从第1入射面26A入射时被折射，因此放射角度变窄。因此，棱镜部件25能够高效地取入从第1激光发光元件22a以大的放射角射出的激励光E。

从第1入射面26A入射到棱镜部件25的内部的激励光E入射到第1反射面27A。被第1反射面27A反射的激励光E的光路朝向第1射出面28A弯曲，入射到第1射出面28A。

另外，也存在从第1入射面26A入射到棱镜部件25的内部的激励光E的一部分不经由第1反射面27A而从第1射出面28A直接射出从而入射到波长转换元件24的情况。

另外，从第1入射面26A入射到棱镜部件25的内部的激励光E的一部分有时入射到第1射出面28A中的不与波长转换元件24对置的区域。在此，在不与波长转换元件24对置的区域具有吸光性的情况下，损失激励光E的一部分。

对此，在本实施方式的情况下，通过设置于第1射出面28A中的不与波长转换元件24对置的区域的反射部件30使激励光E返回到棱镜部件25的内部，由此能够提高激励光E的利用效率。

在本实施方式中，在波长转换元件24与棱镜部件25的间隙S设置有空气层A。即，在棱镜部件25的第1射出面28A与波长转换元件24之间设置有空气层A。因此，在激励光E从第1射出面28A射出时，也有可能一部分成分被全反射而不入射到波长转换元件24侧。

对此，本实施方式的棱镜部件25通过在第1射出面28A设置第2光学层32来抑制由第1射出面28A与空气层A的界面引起的激励光E的反射。由此，在棱镜部件25中，第1射出面28A能够朝向波长转换元件24高效地射出激励光E。

这样，棱镜部件25能够利用第1反射面27A将从第1入射面26A入射的激励光E朝向第1射出面28A反射，从与第1入射面26A和第1反射面27A交叉的第1射出面28A朝向波长转换元件24射出激励光E。即，棱镜部件25通过变更从第1激光发光元件22a沿着波长转换元件24的表面240a射出的激励光E的光路，能够使激励光E以较小的入射角入射到波长转换元件24。

波长转换元件24从波长转换层240的表面240a射出对激励光E进行波长转换而得到的荧光YL和激励光E的一部分。从波长转换元件24射出的荧光YL和激励光E的一部分至少入射到棱镜部件25的第1射出面28A。朗伯发光的荧光YL具有比激励光E大的放射角，因此不仅入射到第1射出面28A，还入射到射出面28的整体。

在本实施方式中，由于在波长转换元件24与棱镜部件25的射出面28之间设置有空气层A，因此朗伯发光的荧光YL在空气层A与射出面28的界面折射，从而放射角变窄后透过棱镜部件25。另外，从波长转换层240的表面240a射出的激励光E的一部分也在空气层A与射出面28的界面折射，从而放射角变窄后透过棱镜部件25。

在本实施方式中，设置于射出面28的第2光学层32抑制射出面28与空气层A的界面对荧光YL和激励光E的反射。因此，棱镜部件25能够从射出面28高效地取入从波长转换元件24射出的荧光YL和激励光E的一部分。

这样取入到棱镜部件25内的荧光YL和激励光E的一部分入射到反射面27。荧光YL和激励光E的一部分透过反射面27，从而作为白色的照明光WL从棱镜部件25射出。

取入到棱镜部件25内的荧光YL中的以较大的放射角射出的成分入射到入射面26。此时，荧光YL被设置于入射面26的第1光学层31反射而返回到棱镜部件25内，透过反射面27而从棱镜部件25射出。

这样，根据本实施方式的棱镜部件25，能够从反射面27取出从波长转换元件24射出的荧光YL。即，棱镜部件25在俯视时能够从设置有反射面27的区域射出荧光YL。

本实施方式的光源装置20能够射出通过棱镜部件25限制了放射角的荧光YL。因此，从光源装置20射出的荧光YL良好地被拾取光学系统34取入。

根据以上说明的本实施方式的光源装置20，起到以下的效果。

本实施方式的光源装置20具有：第1激光发光元件22a，其射出激励光E；波长转换元件24，其将激励光E转换为黄色波段的荧光YL；基材21，其具有支承第1激光发光元件22a的第1支承部21a和支承波长转换元件24的第2支承部21b；以及棱镜部件25，其配置在第1激光发光元件22a与波长转换元件24之间的激励光E的光路上，将从第1激光发光元件22a射出的激励光E引导到波长转换元件24。棱镜部件25具有：第1入射面26A，其与第1激光发光元件22a对置，供从第1激光发光元件22a射出的激励光E入射；第1反射面27A，其对从第1入射面26A入射的激励光E进行反射而使激励光E的光路弯曲；以及第1射出面28A，其与波长转换元件24对置，将由第1反射面27A反射后的激励光E朝向波长转换元件24射出。第1入射面26A、第1反射面27A以及第1射出面28A相互交叉。

根据本实施方式的光源装置20，通过利用棱镜部件25变更从第1激光发光元件22a射出的激励光E的光路，能够使激励光E以较小的入射角入射到波长转换元件24。

本申请的发明人等进行了验证棱镜部件25的效果的模拟。在本模拟中，关于激励光E相对于波长转换元件24(波长转换层240)的表面240a的入射角，针对设置有棱镜部件25的本实施方式的光源装置20和不具有棱镜部件25的光源装置进行了验证。

根据本模拟结果，确认了在本实施方式的光源装置20的情况下，激励光E相对于波长转换元件24的表面240a的入射角度为0°～50°的范围。另外，入射角度为0°是指激励光E相对于表面240a从垂直方向入射。

另外，确认了在不具有棱镜部件25的比较例的光源装置的情况下，激励光E相对于波长转换元件24的表面240a的入射角度为50°～80°的范围。另外，确认了在不具有棱镜部件25的情况下，激励光E相对于波长转换元件24的表面240a从倾斜方向入射，激励光E相对于波长转换元件24的入射角度变大。

激励光E相对于波长转换元件24的入射角度越大，激励光E越被波长转换元件24的表面240a反射而难以入射到波长转换元件24，因此波长转换元件24的荧光转换效率降低。另外，在入射角度大的情况下，难以设计AR涂层膜那样的防反射膜，因此也难以使用防反射膜来改善荧光转换效率。

因此，在比较例的光源装置中，由波长转换元件24的表面240a反射的激励光E的成分增加，从而荧光转换效率降低，无法生成明亮的荧光YL。

与此相对，根据本实施方式的光源装置20，能够通过棱镜部件25减小激励光E相对于波长转换元件24的入射角度，因此能够使激励光E高效地入射到波长转换元件24。根据模拟可知，本实施方式的光源装置20相对于不使用棱镜部件25的比较例的光源装置，能够使入射到波长转换元件24的激励光E的光量增加约3.5倍。

因此，根据本实施方式的光源装置20，通过利用棱镜部件25变更从第1激光发光元件22a射出的激励光E的光路，使激励光E高效地入射到波长转换元件24，从而能够生成明亮的荧光YL作为照明光WL。

在本实施方式的光源装置20中，第1入射面26A和第1射出面28A所成的角度为锐角。

根据具有这样的角度关系的棱镜部件25，能够如上述那样变更激励光E的光路而使其高效地入射到波长转换元件24。

在本实施方式的光源装置20中，波长转换元件24具有：波长转换层240，其将激励光E波长转换为荧光YL；以及反射层241，其相对于波长转换层240设置在与棱镜部件25相反的一侧，朝向棱镜部件25射出荧光YL。

根据该结构，能够使从反射型的波长转换元件24射出的荧光YL入射到棱镜部件25。

在本实施方式的光源装置20中，棱镜部件25还具有第1光学层31，其设置于第1入射面26A，使激励光E透过并且反射荧光YL。

根据该结构，能够使从波长转换元件24射出而入射到第1入射面26A的荧光YL返回到棱镜部件25内。由此，棱镜部件25从设置有反射面27的区域射出荧光YL，因此能够以限制了荧光YL的放射角的状态射出。

在本实施方式的光源装置20中，在第1射出面28A与波长转换元件24之间设置有空气层A。在本实施方式的情况下，棱镜部件25还具有设置于第1射出面28A、抑制入射的光的反射的第2光学层32。

根据该结构，通过使进行朗伯发光的荧光YL在空气层A与射出面28的界面处折射，能够将荧光YL以缩小了荧光YL的放射角的状态取入到棱镜部件25。另外，通过具备第2光学层32，能够抑制由第1射出面28A与空气层A的界面引起的激励光E的反射，因此第1射出面28A能够朝向波长转换元件24高效地射出激励光E。

在本实施方式的光源装置20中，基材21还具有支承棱镜部件25的第3支承部21c，棱镜部件25经由反射部件30固定于第3支承部21c，反射部件30设置于第1射出面28A中的不与波长转换元件24对置的区域。

根据该结构，通过利用反射部件30使激励光E返回棱镜部件25的内部，能够提高激励光E的利用效率。

在本实施方式的光源装置20中，第2支承部21b是在俯视时与基材21中的第3支承部21c的一部分重叠的位置形成的凹部213。

根据该结构，在基材21中，能够以规定的位置关系支承棱镜部件25、各激光发光元件22和波长转换元件24。

在本实施方式的光源装置20中，第1激光发光元件22a沿着波长转换元件24中供激励光E入射的表面240a射出激励光E。

在激励光E沿着表面240a射出的情况下，荧光转换效率最容易降低。因此，根据本实施方式，能够使通过使用棱镜部件25来变更激励光E的光路所带来的效果更加显著。

在本实施方式的光源装置20中，棱镜部件25是将与第1激光发光元件22a对应的第1部位125A和与第2激光发光元件22b对应的第2部位125B一体成形而成的单一的部件。

根据该结构，棱镜部件25与各激光发光元件22的对位变得容易。

在本实施方式的光源装置20中，棱镜部件25具有：入射面26，其包含相对于棱镜部件25在与波长转换元件24相反的一侧具有顶点的第1圆锥面M1；反射面27，其位于第1圆锥面M1的内侧，包含在基材21侧具有顶点的第2圆锥面M2；以及射出面28，其与波长转换元件24对置。第1入射面26A和第2入射面26B由入射面26的一部分构成，第1反射面27A和第2反射面27B由反射面27的一部分构成，第1射出面28A和第2射出面28B由射出面28的一部分构成。

根据该结构，由于使用在中心轴25C的周向上入射面26和反射面27连续的形状的棱镜部件25，因此无需在棱镜部件25的中心轴25C的周向上均等地配置各激光发光元件22。因此，棱镜部件25与激光发光元件22的对位变得容易。

根据以上说明的本实施方式的投影仪1，起到以下的效果。

本实施方式的投影仪1具有：光源装置20；光调制装置4B、4G、4R，其通过对来自光源装置20的蓝色光LB、绿色光LG、红色光LR进行调制而形成图像光；以及投射光学装置6，其投射上述的图像光。

根据本实施方式的投影仪1，由于具有生成明亮的荧光YL的光源装置20，因此能够形成并投射高亮度的图像。

此外，例示说明了本发明的一个实施方式，但本发明不一定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，在上述实施方式的光源装置20中，作为棱镜部件25，列举了入射面26和射出面28由圆锥面的一部分构成的情况为例。即，列举了入射面26及射出面28由曲面构成的情况为例，但棱镜部件25的形状并不限定于此。

(第1变形例)

图5是第1变形例的棱镜部件250的俯视图。

如图5所示，棱镜部件250也可以通过将与各激光发光元件22对置设置的四棱锥状的多个部位251一体成形而构成。本变形例的棱镜部件250具有由多边形构成的平面形状。根据本变形例的棱镜部件250，由于入射面260由多个平面构成，因此容易针对入射面260形成第1光学层31。

另外，也可以调整棱镜部件250的平面形状使其与激光发光元件22的数量对应。例如，在激光发光元件22的数量为6个的情况下，棱镜部件250的平面形状为六边形。

另外，在上述实施方式的光源装置20中，列举了在波长转换元件24与棱镜部件25的间隙S设置空气层A的情况为例，但棱镜部件25的射出面28与波长转换元件24也可以接触。

(第2变形例)

图6是第2变形例的光源装置350的截面图。

如图6所示，在光源装置350中，棱镜部件25与波长转换元件24接触。根据该结构，在从棱镜部件25的射出面28射出激励光E时，不会产生基于与空气层的界面的全反射，因此能够使更多的激励光E入射到波长转换元件24。

另外，作为上述实施方式的棱镜部件25，列举了将与各激光发光元件22对应的多个部位125一体成形而成的单一的棱镜部件的例子，但也可以是包含第1部位125A和第2部位125B在内的多个部位125分别分体地构成。

另外，上述实施方式和变形例的光源装置列举了具有多个激光发光元件22的情况为例，但激光发光元件22的数量没有限定，也可以仅由第1激光发光元件22a构成。

另外，在上述实施方式中，例示了具备3个光调制装置4R、4G、4B的投影仪1，但也能够应用于利用1个光调制装置显示彩色影像的投影仪。并且，作为光调制装置，不限于上述的液晶面板，例如也能够使用数字微镜器件等。

另外，在上述实施方式中，示出了将本发明的光源装置应用于投影仪的例子，但不限于此。也能够将本发明的光源装置应用于汽车用前照灯等照明器具。

本发明的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1激光发光元件，其射出第1波段的第1光；波长转换元件，其将第1光转换为与第1波段不同的第2波段的第2光；基材，其具有支承第1激光发光元件的第1支承部和支承波长转换元件的第2支承部；以及第1光学元件，其配置在第1激光发光元件与波长转换元件之间的第1光的光路上，将从第1激光发光元件射出的第1光引导到波长转换元件，第1光学元件具有：第1入射面，其与第1激光发光元件对置，供从第1激光发光元件射出的第1光入射；第1反射面，其对从第1入射面入射的第1光进行反射而使第1光的光路弯曲；以及第1射出面，其与波长转换元件对置，将被第1反射面反射的第1光朝向波长转换元件射出，第1入射面、第1反射面和第1射出面彼此交叉。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第1入射面和第1射出面所成的角度为锐角。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，波长转换元件具有：波长转换层，其将第1光转换为第2光；以及反射层，其相对于波长转换层设置于与第1光学元件相反的一侧，波长转换元件将第2光朝向第1光学元件射出。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第1光学元件还具有第1光学层，该第1光学层设置于第1入射面，使第1光透过并且反射第2光。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第1射出面和波长转换元件接触。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，在第1射出面与波长转换元件之间设置有空气层。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第1光学元件还具有设置于第1射出面而抑制入射的光的反射的第2光学层。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，还具有反射第1光和第2光的反射部件，基材还具有支承第1光学元件的第3支承部，第1光学元件经由反射部件固定于第3支承部，反射部件设置于第1射出面中的不与波长转换元件对置的区域。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第2支承部是收纳有波长转换元件的凹部，凹部形成于在俯视时与所述基材的所述第3支承部的一部分重叠的位置。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，波长转换元件具有供第1光入射的光入射面，第1激光发光元件沿着波长转换元件的光入射面射出第1光。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，该光源装置还具有：第2激光发光元件，其射出第1光；以及第2光学元件，其配置在第2激光发光元件与波长转换元件之间的第1光的光路上，将从第2激光发光元件射出的第1光引导至波长转换元件，第1光学元件和第2光学元件由单一的棱镜部件构成。

在本发明的一个方式的光源装置中，也可以构成为，第2光学元件具有相互交叉的第2入射面、第2反射面和第2射出面，棱镜部件具有：第1面，其包含相对于棱镜部件在与波长转换元件相反的一侧具有顶点的第1圆锥面；第2面，其位于第1圆锥面的内侧，包含在基材侧具有顶点的第2圆锥面；以及第3面，其与波长转换元件对置，第1入射面和第2入射面由第1面的一部分构成，第1反射面和第2反射面由第2面的一部分构成，第1射出面和第2射出面由第3面的一部分构成。

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：本发明的上述方式的光源装置；光调制装置，其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。

Claims (13)

1.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置具备：

第1激光发光元件，其射出第1波段的第1光；

波长转换元件，其将所述第1光转换为与所述第1波段不同的第2波段的第2光；

基材，其具有支承所述第1激光发光元件的第1支承部和支承所述波长转换元件的第2支承部；以及

第1光学元件，其配置在所述第1激光发光元件与所述波长转换元件之间的所述第1光的光路上，将从所述第1激光发光元件射出的所述第1光引导到所述波长转换元件，

所述第1光学元件具有：

第1入射面，其与所述第1激光发光元件对置，供从所述第1激光发光元件射出的所述第1光入射；

第1反射面，其对从所述第1入射面入射的所述第1光进行反射而使所述第1光的光路弯曲；以及

第1射出面，其与所述波长转换元件对置，将由所述第1反射面反射后的所述第1光朝向所述波长转换元件射出，

所述第1入射面、所述第1反射面和所述第1射出面相互交叉。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述第1入射面和所述第1射出面所成的角度为锐角。

3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述波长转换元件具有：波长转换层，其将所述第1光转换为所述第2光；以及反射层，其相对于所述波长转换层设置在与所述第1光学元件相反的一侧，所述波长转换元件将所述第2光朝向所述第1光学元件射出。

4.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述第1光学元件还具有第1光学层，所述第1光学层设置于所述第1入射面，使所述第1光透过并且反射所述第2光。

5.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述第1射出面和所述波长转换元件相互接触。

6.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

在所述第1射出面与所述波长转换元件之间设置有空气层。

7.根据权利要求6所述的光源装置，其特征在于，

所述第1光学元件还具有第2光学层，所述第2光学层设置于所述第1射出面，抑制入射的光的反射。

8.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述光源装置还具备反射所述第1光和所述第2光的反射部件，

所述基材还具有支承所述第1光学元件的第3支承部，

所述第1光学元件经由所述反射部件固定于所述第3支承部，

所述反射部件设置于所述第1射出面中的不与所述波长转换元件对置的区域。

9.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于，

所述第2支承部是收纳有所述波长转换元件的凹部，

所述凹部形成于在俯视时与所述基材的所述第3支承部的一部分重叠的位置。

10.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述波长转换元件具有供所述第1光入射的光入射面，

所述第1激光发光元件沿着所述波长转换元件的所述光入射面射出所述第1光。

11.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

所述光源装置还具备：

第2激光发光元件，其射出所述第1光；以及

第2光学元件，其配置在所述第2激光发光元件与所述波长转换元件之间的所述第1光的光路上，将从所述第2激光发光元件射出的所述第1光引导到所述波长转换元件，

所述第1光学元件和所述第2光学元件由单一的棱镜部件构成。

12.根据权利要求11所述的光源装置，其特征在于，

所述第2光学元件具有相互交叉的第2入射面、第2反射面和第2射出面，

所述棱镜部件具有：

第1面，其包含相对于所述棱镜部件在与所述波长转换元件相反的一侧具有顶点的第1圆锥面；

第2面，其位于所述第1圆锥面的内侧，包含在所述基材侧具有顶点的第2圆锥面；以及

第3面，其与所述波长转换元件对置，

所述第1入射面和所述第2入射面由所述第1面的一部分构成，

所述第1反射面和所述第2反射面由所述第2面的一部分构成，

所述第1射出面和所述第2射出面由所述第3面的一部分构成。

13.一种投影仪，其特征在于，所述投影仪具备：

权利要求1至12中的任一项所述的光源装置；

光调制装置，其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。