CN210835555U - 光源装置以及投影型显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种能够提高光利用效率的光源装置。光源装置具有：第一和第二光源(50a、50b)；第一光学系统(51)，将第一和第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域。第一光学系统具备反射元件(53)，该反射元件(53)具有：第一反射面(53a)，将来自第一光源的第一光束朝向成像面进行反射；第二反射面(53b)，将来自第二光源的第二光束朝向成像面进行反射。在从垂直于与第一反射面及第二反射面正交的面的方向观察时，作为第一和第二反射面的接合部的顶角部分配置在相比入射到第一反射面的第一光束和入射到第二反射面的第二光束的最外周部分靠内侧的位置。

Description

光源装置以及投影型显示装置
技术领域
本发明涉及光源装置、投影型显示装置、照明方法及显示方法。
背景技术
近年来，出于可靠性、稳定性等理由，作为投影型显示装置的光源，使用激光二极管(LD)或发光二极管(LED)等固体光源、使用了荧光体的光源等。在具备这些光源的投影型显示装置中，实现了高亮度化。
在专利文献1中记载了使用固体光源的投影型显示装置。该投影型显示装置具有第一及第二光源部、棒状积分器、显示元件及投影透镜。
显示元件是DMD(数字微镜器件)，具有由2维配置的多个微镜构成的图像形成面。
棒状积分器具备四棱柱的导光部(实心)。导光部的两端面的一方为入射面，另一方为出射面。从入射面入射的光一边反复反射一边在导光部内传播，并从出射面射出。导光部的出射面的形状与显示元件的图像形成面的形状相似。
第一和第二光源部均由固体光源构成，射出相同颜色的光。第一光源部的输出光经由第一光学系统入射到棒状积分器的入射面的第一区域。第二光源部的输出光经由第二光学系统入射到棒状积分器的入射面的与第一区域不同的第二区域。第一光源部的光源像形成在第一区域，第二光源部的光源像形成在第二区域。
从棒状积分器的出射面射出的光束入射到显示元件。在显示元件中，基于输入影像信号利用各微镜对入射光束进行调制，从而形成图像。投影透镜将形成在显示元件上的各种颜色的图像投影到屏幕上。
在上述投影型显示装置中，通过利用棒状积分器合成来自2个光源部的光束，实现了高亮度化。
然而，在投影型显示装置中，存在由光束的截面积与发散角(确定光的立体角)之积定义的被称为扩展量(Etendue)的制约。为了将来自光源的光高效地利用为投影光，需要使照射侧的扩展量为取入侧的扩展量以下。在此，照射侧的扩展量由光源的面积与从该光源射出的光的发散角之积(乘积值)给出，取入侧的扩展量由显示元件的面积和通过投影透镜的F数决定的取入角(立体角)之积(乘积值)给出。
在专利文献1所记载的投影型显示装置中，照射侧的扩展量由形成于棒状积分器的出射面的面光源的面积与从该出射面射出的光束的发散角之积给出。取入侧的扩展量由显示元件的图像形成面的面积与通过投影透镜的F数决定的取入角(立体角)之积给出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-221504号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1所记载的投影型显示装置中，存在以下问题。
虽然在棒状积分器的入射面的第一和第二区域分别形成第一和第二光源部的光源像，但这些光源像的大小不同，而且各光源部的输出光向各区域的取入角(立体角)也不同。因此，在从棒状积分器射出的光束产生亮度不均。
另外，在专利文献1所记载的投影型显示装置中，未考虑形成于棒状积分器的入射面的各光源部的光源像的大小或间隔与扩展量之间的关系。因此，即使将各光源部的光源像的大小设为相同，也存在棒状积分器以后的光学系统中的光利用效率降低的情况。
本发明的目的在于，解决上述问题，提供一种能够提高光利用效率的光源装置、投影型显示装置、照明方法以及显示方法。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的第一光源装置包括：
第一光源和第二光源；以及
第一光学系统，将所述第一光源的光源像和所述第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域，
所述第一光学系统包括反射元件，该反射元件具有：第一反射面，将来自所述第一光源的第一光束朝向所述成像面进行反射；第二反射面，将来自所述第二光源的第二光束朝向所述成像面进行反射，
在从垂直于与所述第一反射面及所述第二反射面正交的面的方向观察时，作为所述第一反射面和所述第二反射面的接合部的顶角部分配置在相比入射到所述第一反射面的所述第一光束和入射到所述第二反射面的第二光束的最外周部分靠内侧的位置。
本发明的第二光源装置包括：
第一光源和第二光源；以及
第一光学系统，将所述第一光源的光源像和所述第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域，
所述第一光学系统包括反射元件，该反射元件具有：第一反射面，将来自所述第一光源的第一光束朝向所述成像面进行反射；第二反射面，将来自所述第二光源的第二光束朝向所述成像面进行反射，
所述第一光束的一部分不被所述第一反射面反射，
所述第二光束的一部分构成为不被所述第二反射面反射。
本发明的投影型显示装置包括：上述第一光源装置或第二光源装置；
显示元件，对从所述光源装置输出的光进行调制而形成图像；以及
投影透镜，对由所述显示元件形成的图像进行投影。
本发明的照明方法是使用第一光源和第二光源的照明方法，其中，
通过反射元件的第一反射面将来自所述第一光源的第一光束朝向成像面进行反射，
通过所述反射元件的第二反射面将来自所述第二光源的第二光束朝向所述成像面进行反射，
将所述第一光源的光源像和所述第二光源的光源像成像于所述成像面的不同区域，
在从垂直于与所述第一反射面及所述第二反射面正交的面的方向观察时，作为所述第一反射面和所述第二反射面的接合部的顶角部分配置在相比入射到所述第一反射面的所述第一光束和入射到所述第二反射面的所述第二光束的最外周部分靠内侧的位置。
本发明的显示方法包括上述照明方法，
将来自合成光源的光束入射到积分器，所述合成光源由所述第一光源的成像于所述成像面的光源像和所述第二光源的成像于所述成像面的光源像构成，
对来自所述积分器的光进行调制而形成图像，
对所形成的所述图像进行投影。
发明效果
根据本发明，能够提高光利用效率。
附图说明
图1为表示本发明的第一实施方式的光源装置的结构的示意图。
图2为表示形成在图1所示的光源装置的第一成像面上的面光源的光源像的一例的示意图。
图3为表示作为图1所示的光源装置的反射元件的一例的V字镜的示意图。
图4为表示在使图3所示的V字镜在与第一成像面垂直的方向上进行了移动时的光源像的变化的示意图。
图5为表示以产生渐晕的方式配置反射元件时的形成在第一成像面上的合成面光源的示意图。
图6为表示作为图1所示的光源装置的反射元件的另一例的直角棱镜的示意图。
图7为表示在使图6所示的直角棱镜在与第一成像面垂直的方向上进行了移动时的光源像的变化的示意图。
图8A是用于对在产生了渐晕的状态下形成规定大小的合成面光源时的直角棱镜与V字镜的顶角部分的位置关系进行说明的示意图。
图8B为表示在图8A所示的状态下形成在第一成像面上的光源像的一例的示意图。
图9为表示使用了固体光源的光源部分的一例的示意图。
图10为表示具备荧光体光源的光源部分的一例的示意图。
图11为表示具备红色、蓝色及绿色的各种颜色的光源的光源部分的一例的示意图。
图12为表示本发明的第二实施方式的光源装置的结构的示意图。
图13为表示作为本发明的另一实施方式的第一投影型显示装置的结构的示意图。
图14为表示作为本发明的另一实施方式的第二投影型显示装置的结构的示意图。
图15为表示偏振光转换元件的一例的示意图。
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1为表示本发明的第一实施方式的光源装置的结构的示意图。
参照图1，光源装置是在投影型显示装置中使用的光源装置，包括第一及第二面光源50a、50b、第一光学系统51、第二光学系统56 及光学元件57。第一及第二面光源50a、50b为相同的结构，并且具有规定形状(在此为正方形)的发光面。第一面光源50a可以称为第一光源。第二面光源50b可以称为第二光源。
光学元件57可以称为积分器。作为积分器，可以使用复眼透镜、棒、光隧道等。此处，光学元件57由棒或光隧道构成。
具体而言，光学元件57具备棱柱状的导光部57a。导光部57a的两端面的一方为入射面57b，另一方为出射面57c。从入射面57b入射的光一边反复反射一边在导光部57a的内部传播，并从出射面57c射出。通过在导光部57a的内部多次反射，能够在出射面57c上形成均匀的面光源。作为导光部57a，可以使用内部为中空并由反射镜构成内表面的光隧道、由玻璃等透明材料形成棱柱的棒等。
第一光学系统51将第一及第二面光源50a、50b的光源像成像于第一成像面55上的不同区域。第一光学系统51具有反射元件53、第一两侧远心光学系统52a及第二两侧远心光学系统52b。这里，所谓两侧远心光学系统是指在物侧和像侧主光线均平行于光轴的远心光学系统。
反射元件53具有以彼此成直角的方式设置的第一及第二反射面 53a、53b。第一两侧远心光学系统52a设置在第一面光源50a与第一反射面53a之间的光路上，将第一面光源50a的光源像经由第一反射面 53a成像于第一成像面55上。第二两侧远心光学系统52b设置在第二面光源50b与第二反射面53b之间的光路上，将第二面光源50b的光源像经由第二反射面53b成像于第一成像面55上。
第一两侧远心光学系统52a和第二两侧远心光学系统52b为相同的结构，彼此的出射面配置成隔着反射元件53而相对。来自第一两侧远心光学系统52a的第一光束的主光线(光轴)与来自第二两侧远心光学系统52b的第二光束的主光线(光轴)在同一轴上相一致。
假想成像面54表示第一两侧远心光学系统52a和第二两侧远心光学系统52b各自的在不存在第一和第二反射面53a、53b的状态下的成像面。假想成像面54与第一成像面55相互正交。
第一反射面53a与假想成像面54所成的角度为45°，来自第一两侧远心光学系统52a的光束的主光线与第一反射面53a所形成的角度为 45°。同样，第二反射面53b与假想成像面54所成的角度也为45°，来自第二两侧远心光学系统52b的光束的主光线与第二反射面53b所成的角度也为45°。第一反射面53a和第二反射面53b将来自第一两侧远心光学系统52a的第一光束和来自第二两侧远心光学系统52b的第二光束向同一方向进行反射。
第一两侧远心光学系统52a、第二两侧远心光学系统52b及反射元件53以使合成面光源成为规定的形状(例如，纵横比)的方式而配置。在此，规定的形状是如下的形状，即，考虑到扩展量，能够提高光学元件57以后的光学系统中的光利用效率的形状。导光部57a的出射面 57c的形状(纵横比)与图像形成面的形状(纵横比)大致一致。
来自第一两侧远心光学系统52a的第一光束的主光线和来自第二两侧远心光学系统52b的第二光束的主光线位于同一轴上。在从垂直于与第一反射面53a及第二反射面53b正交的面的方向观察时，作为第一和第二反射面53a、53b的接合部的顶角部分可以配置于相比第一和第二光束的最外周部分靠内侧(主光线侧)的位置。在这种情况下，通过在顶角部分使第一和第二光束产生渐晕，能够实现后述的光利用效率的提高。
第二光学系统56将由成像于第一成像面55上的第一和第二面光源的光源像构成的合成面光源成像于导光部57a的入射面57b上。第二光学系统56也可以包括第三两侧远心透镜光学系统。
图2示意性地示出了形成在第一成像面55上的第一和第二表面光源50a、50b的光源像。在图2中，光源像58a为第一面光源50a的光源像，光源像58b为第二面光源50b的光源像。光源像58a、58b具有相互线对称的形状。光源像58a、58b以间隔d形成。合成面光源58 由光源像58a、58b构成。合成面光源58的水平方向的大小H与垂直方向的尺寸V之比(H∶V)为纵横比。第一两侧远心光学系统52a、第二两侧远心光学系统52b及反射元件53配置成使该纵横比成为能够提高光学元件57以后的光学系统中的光利用效率的规定的纵横比。
根据本实施方式的光源装置，在应用于投影型显示装置的情况下，起到光利用效率提高的效果。
以下，对本实施方式的光源装置的具体结构进行说明。
在本实施方式的光源装置中，反射元件53可以由V字镜或直角棱镜构成。
图3示意性地示出了作为反射元件53的一例的V字镜。该V字镜由设置成彼此的反射面呈直角的2个反射部60a、60b构成。反射部 60a、60b均在与假想成像面54侧相反的一侧的面形成有反射面，该反射面与假想成像面54(或第一成像面55)所成的角度为45°。
图4示意性地示出了使V字镜在与第一成像面55垂直的方向上进行了移动时的光源像58a、58b的变化。在图4中，实线箭头A1表示第一两侧远心光学系统52a的光轴(第一光束的主光线)，实线的箭头 A2表示第二两侧远心光学系统52b的光轴(第二光束的主光线)。标号 Z1、Z2表示从反射部60a的反射面上的与光轴A1之间的交点到假想成像面54的距离，符号Z1'、Z2'表示从反射部60a的反射面上的与光轴A1之间的交点到第一成像面55的距离。
图4的左侧示出了在Z1＝Z1'的情况下形成的光源像58a、58b，图 4的右侧示出了在Z2(>Z1)＝Z2'的情况下形成的光源像58a、58b。与 Z1＝Z1'的情况相比，在Z2(>Z1)＝Z2'的情况下，光源像58a、58b的面积(光斑尺寸)变大，光源像58a、58b的间隔也变宽。
在使反射元件53在垂直于第一成像面55的方向上进行了移动的情况下，存在以下条件。
(1)第一和第二光束向反射部60a、60b(或第一成像面55)的入射角不变。
(2)第一和第二面光源50a、50b向第一成像面55的成像性能不变。
(3)在顶角部分产生了渐晕的情况下，光源像58a、58b的面积变小。
(4)合成面光源58的水平方向的宽度H及光源像58a、58b的间隔 D与反射元件53的垂直方向的移动量的2倍成比例。
考虑到上述条件，第一两侧远心光学系统52a、第二两侧远心光学系统52b及反射元件53配置成，使合成面光源58成为能够提高光学元件57以后的光学系统中的光利用效率的规定的形状。具体而言，反射元件53配置成在反射部60a、60b的顶角处，在第一和第二光束产生渐晕。
图5示意性地示出了将反射元件53配置成在第一和第二光束产生渐晕时的形成在第一成像面55上的合成面光源58。通过将反射元件 53配置成在第一和第二光束产生渐晕，能够尽可能地减小光源像58a、 58b的间隔D。如此，通过将合成面光源58形成为规定的形状，并且减小光源像58a、58b的间隔D，能够将由扩展量的制约导致的光利用效率的劣化抑制在最小限度，其结果是，能够实现高亮度化。
以下，以DMD为例，具体说明反射元件53的渐晕与扩展量的关系。
当将DMD的微镜的偏转角设为θ时，投影透镜的F值(F数)由以下的式1给出。
Fno＝1/(2×sinθ) (式1)
例如，在微镜以±12°的偏转角工作的情况下，根据上述式1， Fno＝2.40486(≈F/2.4)。当Fno变化时，亮度将以该变化的比的2次方变化。在现有的1.38型尺寸DMD中，由于F/2.5(≈11.5°以下)，所以在以下以F/2.5为例进行说明。
扩展量由以下的式2给出。
E＝π×A×sin2θ＝π×A÷4Fno2 (式2)
这里，A为DMD的面积(图像形成面的面积)，θ为微镜的偏转角。 1.38型尺寸DMD的水平方向(H)的大小为30.96mm，垂直方向(V)的大小为16.33mm(A＝505.66mm2)。根据上述式2，若设为F/2.5，则E＝63.54。因此，通过使形成在第一成像面55上的面光源的面积与从该面光源射出的光的发散角(立体角)之积接近63.54，能够高效地利用来自光源的光。
在本实施方式中，为了将光利用效率的劣化抑制在最小限度，如图5所示那样产生渐晕。由此，能够将合成面光源58的H、V分别设为14.0mm、7.6mm，由此能够得到E＝67.5(但是，由于渐晕，所以3％的光被截断)。该扩展值67.5接近于上述的扩展值63.54。
另外，在将反射元件53配置成不产生渐晕时，E＝94.5，大大偏离上述的扩展值63.54。
在E＝67.5的情况下，DMD在图像形成面上的角度为11.9°。另一方面，在E＝94.5的情况下，DMD在图像形成面上的角度为14.1°。在将这些角度换算成F数而获得亮度的比时，在E＝67.5的情况下，约多亮29％。
如上所述，通过在反射元件53产生渐晕，能够将由扩展量的制约导致的光利用效率的劣化抑制在最小限度，由此实现高亮度化。
下面，对反射元件53的另一例进行说明。
图6示意性地示出了作为反射元件53的另一例的直角棱镜。直角棱镜61具有相互成直角的反射面61a、61b。反射面61a与假想成像面 54(或第一成像面55)所成的角度为45°。反射面61b与假想成像面54(或第一成像面55)所成的角度也为45°。
图7示意性地示出了使直角棱镜61在垂直于第一成像面55的方向上进行了移动时的光源像58a、58b的变化。在图7中，实线箭头A1 表示第一两侧远心光学系统52a的光轴(第一光束的主光线)，实线的箭头A2表示第二两侧远心光学系统52b的光轴(第二光束的主光线)。标号Z1、Z2表示从反射面61a上的与光轴A1之间的交点到假想成像面 54的距离，符号Z1'、Z2'表示从反射面61a上的与光轴A1之间的交点到第一成像面55的距离。
图7的左侧示出了在Z1＝Z1'的情况下形成的光源像58a、58b，图 7的右侧示出了在Z2(>Z1)＝Z2'的情况下形成的光源像58a、58b。与图 4所示的V字镜同样地，与Z1＝Z1'的情况相比，在Z2(>Z1)＝Z2'的情况下，光源像58a、58b的面积(光斑尺寸)变大，光源像58a、58b的间隔也变宽。
第一两侧远心光学系统52a、第二两侧远心光学系统52b及直角棱镜61配置成，使合成面光源58成为能够提高光学元件57以后的光学系统中的光利用效率的规定的形状。具体而言，将直角棱镜61配置成在反射面61a、61b的顶角处，在第一和第二光束产生渐晕。
在使用上述的直角棱镜61的情况下，也起到与使用V字镜的情况同样的作用效果。
另外，与V字镜相比，在使用直角棱镜61的情况下，还具有以下的效果。
图8A示意性地示出了将合成面光源58形成为在产生了渐晕的状态下成为规定形状(尺寸)时的直角棱镜61与V字镜的顶角部分的位置关系。图8B示意性地示出了在图8A所示的状态下形成在第一成像面 55上的光源像58a、58b。
直角棱镜61的顶角部分为直角的面，与此相对，V字镜的顶角部分(反射部60a、60b的接合部分)不为直角的面。因此，如图8A所示，在垂直于第一成像面55的方向上，直角棱镜61的顶角部分与V字镜的反射部60a、60b的接合部分相比，向第一成像面55侧偏移高度d1。其结果是，如图8B所示，使用直角棱镜61时的光源像58a、58b(虚线) 比使用V字镜时的光源像58a、58b(实线)大。在使用直角棱镜61时和使用V字镜时，虽然合成面光源58的大小不变，但由于光源像58a、 58b(实线)变大，所以能够更高效地取入光，由此能够进一步提高光利用效率。
接着，具体说明第一及第二面光源50a、50b与第一及第二两侧远心光学系统52a、52b的结构。
由第一面光源50a和第一两侧远心光学系统52a构成的第一光源部分与由第二面光源50b和第二两侧远心光学系统52b构成的第二光源部分为彼此相同的结构。作为第一和第二面光源50a、50b，可以使用固体光源。
图9示出了使用固体光源的光源部分的一例。光源部分具有光源单元1a、1b、聚光透镜2a、2b、反射镜3a、3b、4a、4b、扩散板5、光导管6和透镜7～9。另外，在图9中，为了方便起见，仅示出了一部分光线的轨迹。
光源单元1a包括射出相同颜色的光的固体光源11a、12a和反射镜13a。固体光源11a、12a为相同的结构，例如具有多个激光二极管 (LD)，该多个激光二极管(LD)输出在规定颜色的波长范围内具有中心波长的激光。这里，使用在具备散热部的保持部件上形成有(n(行)×m(列))个LD的结构。
反射镜13a是交替地配置有反射区域和透射区域的条纹结构的镜。例如，通过在透明基板上以规定间隔蒸镀带状的反射区域，能够形成条纹结构的镜。
固体光源11a的LD的各列与反射镜13a的各透射区域一一对应，从各列的LD射出的激光通过反射镜13a的对应的透射区域。固体光源 12a的LD的各列与反射镜13a的各反射区域一一对应，从各列的LD 射出的激光被反射镜13a的对应的反射区域向与透过了透射区域的激光的行进方向相同的方向反射。透过了透射区域的激光和由反射区域反射的激光是光源单元1a的输出光，该输出光入射到聚光透镜2a。
光源单元1b输出与光源单元1a相同颜色的光，并包括固体光源 11b、12b及反射镜13b。由这些固体光源11b、12b及反射镜13b构成的部分与上述的由固体光源11a、12a及反射镜13a构成的部分为相同的结构。从固体光源11b射出的激光透过反射镜13b的各透射区域，从固体光源12b射出的激光由反射镜13b的各反射区域向与透过了透射区域的激光的行进方向相同的方向反射。透过了透射区域的激光和由反射区域反射的激光是光源单元1b的输出光，该输出光入射到聚光透镜2b。
通过了聚光透镜2a的激光依次通过反射镜3a、4a及扩散板5而入射到光导管6的入射面。同样，通过了聚光透镜2b的激光依次通过反射镜3b、4b及扩散板5而入射到光导管6的入射面。
光源单元1a、1b分别可以称为光源部。聚光透镜2a、2b以及反射镜3a、3b、4a、4b可以称为光折返单元。
从光源单元1a到光导管6的入射面的第一光路的长度与从光源单元1b到光导管6的入射面的第二光路的长度相同。聚光透镜2a的聚光角(在将光轴与光束的最外侧的光线所成的角度设为θ时，以2θ给出的角度)与聚光透镜2b的聚光角相同。在第一光路中入射到光导管6 的入射面的光束的中心光线的入射角与在第二光路中入射到光导管6 的入射面的光束的中心光线的入射角相同。
光导管6是如下的光学元件(光均匀化元件)，即，由柱状的导光体构成，并将导光体的两端面的一方作为入射面，另一方作为出射面，且使光从入射面入射，在导光体内部传播，并从出射面射出的光学元件(光均匀化元件)。通过光在导光体内部被多次反射，能够在出射面形成均匀的面光源。作为光导管6，可以使用内部为中空并由反射镜构成内表面的光隧道、由玻璃等透明材料形成多棱柱的棒等。
聚光透镜2a对来自光源单元1a的激光进行聚光并使其入射到光导管6的入射面。聚光透镜2b对来自光源单元1b的激光进行聚光并使其入射到光导管6的入射面。也可以构成为，光导管6的入射面上的聚光透镜2a、2b各自的聚光位置相同。
透镜7～9构成两侧远心透镜。该两侧远心透镜为图1所示的第一两侧远心透镜52a或第二两侧远心透镜52b。
根据上述的光源部分的结构，由于活用光导管6的周围的空间，在该空间配置光源单元1a、1b，所以能够实现装置的小型化。
另外，使从光源单元1a、1b分别射出的激光折返而入射到光导管 6的入射面。如此，通过使光路折返，能够实现装置的小型化。
上述的光源部分的结构可以分别应用于图1所示的光源装置的由第一面光源50a和第一两侧远心透镜52a构成的光源部分以及由第二面光源50b和第二两侧远心透镜52b构成的光源部分。光导管6的出射面(开口面)构成面发光部，该面发光部的光源像作为光源像58a或58b 成像于第一成像面55上。
接着，对第一及第二面光源50a、50b与第一及第二两侧远心光学系统52a、52b的另一结构例进行说明。
第一及第二面光源50a、50b也可以分别为使用荧光体的荧光体光源。荧光体光源还可以具有：激发光源，射出激发光；荧光部，具备被激发光激发而发出荧光的荧光体。在这种情况下，荧光体可以发出绿色的荧光。
图10示出了具备荧光体光源的光源部分的一例。
参照图10，光源部分包括光源单元21a、21b、聚光透镜22a、22b、反射镜23a、23b、24a、24b、34、扩散板25、光导管26、透镜27～32、分光镜33和荧光轮35。另外，在图10中，为了方便起见，仅示出了一部分光线的轨迹。
光源单元21a、21b是用于激发荧光体的激发用光源，并射出相同颜色的激发光。
光源单元21a包括射出相同颜色的激发光的固体光源211a、212a 和反射镜213a。固体光源211a、212a为相同的结构，例如具有多个激光二极管(LD)，该多个激光二极管(LD)输出在蓝色的波长范围内具有中心波长的蓝色激光。这里，使用在具备散热部的保持部件上形成有 (n(行)×m(列))个蓝色LD的结构。
反射镜213a是交替地配置有反射区域和透射区域的条纹结构的镜。例如，通过在透明基板上以规定间隔蒸镀带状的反射区域，能够形成条纹结构的镜。
固体光源211a的蓝色LD的各列与反射镜213a的各透射区域一一对应，从各列的蓝色LD射出的蓝色激光通过反射镜213a的对应的透射区域。固体光源212a的蓝色LD的各列与反射镜213a的各反射区域一一对应，从各列的蓝色LD射出的蓝色激光被反射镜213a的对应的反射区域向与透过了透射区域的蓝色激光的行进方向相同的方向反射。透过了透射区域的蓝色激光和由反射区域反射的蓝色激光是光源单元21a的输出光，该输出光入射到聚光透镜22a。
光源单元21b包括固体光源211b、212b和反射镜213b。由这些固体光源211b、212b及反射镜213b构成的部分与上述的由固体光源 211a、212a及反射镜213a构成的部分为相同的结构。从固体光源211b 射出的蓝色激光透过反射镜213b的各透射区域，从固体光源212b射出的蓝色激光由反射镜213b的各反射区域向与透过了透射区域的蓝色激光的行进方向相同的方向反射。透过了透射区域的蓝色激光和由反射区域反射的蓝色激光是光源单元21b的输出光，该输出光入射到聚光透镜22b。
通过了聚光透镜22a的蓝色激光依次通过反射镜23a、24a及扩散板25而入射到光导管26的入射面。同样，通过了聚光透镜22b的蓝色激光依次通过反射镜23b、24b及扩散板25而入射到光导管26的入射面。
从光源单元21a到光导管26的入射面的第一光路的长度与从光源单元21b到光导管26的入射面的第二光路的长度相同。聚光透镜22a 的聚光角与聚光透镜22b的聚光角相同。在第一光路中入射到光导管 26的入射面的光束的中心光线的入射角与在第二光路中入射到光导管 26的入射面的光束的中心光线的入射角相同。
光导管26是如下的光学元件(光均匀化元件)，即，由柱状的导光体构成，并将导光体的两端面的一方作为入射面，另一方作为出射面，且使光从入射面入射，在导光体内部传播，并从出射面射出的光学元件(光均匀化元件)。通过光在导光体内部被多次反射，能够在出射面形成均匀的面光源。作为光导管26，可以使用内部为中空并由反射镜构成内表面的光隧道、由玻璃等透明材料形成多棱柱的棒等。
聚光透镜22a对来自光源单元21a的激光进行聚光并使其入射到光导管26的入射面。聚光透镜22b对来自光源单元21b的激光进行聚光并使其入射到光导管26的入射面。也可以构成为，光导管26的入射面上的聚光透镜22a、22b各自的聚光位置相同。
在从光导管26的出射面射出的蓝色激光(蓝色激发光)的行进方向上，依次配置有透镜27、28及分光镜33。透镜27、28为聚光透镜。分光镜33具有反射可见光的波长范围内的蓝色波长范围的光，并且透射其他波长范围的光的反射透射特性。来自光导管26的蓝色激光通过透镜27、28后，由分光镜33反射。
在来自分光镜33的蓝色激光(反射光)的行进方向上，依次配置有透镜29～31和荧光轮35。透镜29～31为聚光透镜。
荧光轮35具有能够旋转的圆形基板和沿着周向形成在该圆形基板上的荧光体部。圆形基板的中心部支承于旋转电机的输出轴，旋转电机使圆形基板旋转。荧光体部包括能够由来自分光镜33的蓝色激光激发的荧光体。作为荧光体，可以使用发出黄色荧光的黄色荧光体、发出绿色荧光的绿色荧光体等。在此，使用绿色荧光体。
来自分光镜33的蓝色激光通过透镜29～31后，入射到荧光轮35 的荧光体部。从荧光体部发出的绿色荧光(发散光)通过透镜29～30。通过了透镜29～30的绿色荧光透过分光镜33。在来自分光镜33的绿色荧光(透射光)的行进方向上，依次配置有透镜32和反射镜34。透镜32 是聚光透镜。
透镜27～32中的透镜27～31将从光导管26的出射面射出的蓝色激光聚光在荧光轮35的荧光体部上。另外，透镜29～32以对从荧光体部发出的绿色荧光(发散光)进行聚光的方式发挥作用。通过了透镜32 的绿色荧光由反射镜34反射。来自反射镜34的反射光(绿色荧光)是光源部分的输出。在通过了透镜32的绿色荧光的光路中可以配置用于获得平行光束的透镜。
透镜27、28、32和设置在通过了透镜32的光路中的至少一个透镜构成两侧远心透镜。该两侧远心透镜为图1所示的第一两侧远心透镜52a或第二两侧远心透镜52b。
上述的光源部分的结构可以分别应用于图1所示的光源装置的由第一面光源50a和第一两侧远心透镜52a构成的光源部分以及由第二面光源50b和第二两侧远心透镜52b构成的光源部分。光导管26的出射面(开口面)的形状被投影到荧光轮35的荧光体面。荧光体面上的蓝色激光(激发光)的光斑的形状与光导管26的出射面(开口面)的形状相似。荧光体面上的光斑的光源像作为光源像58a或光源像58b成像于第一成像面55上。
接着，对第一及第二面光源50a、50b与第一及第二两侧远心光学系统52a、52b的另一结构例进行说明。
第一及第二面光源50a、50b可以分别具有发光颜色不同的多个光源部，第一及第二两侧远心光学系统52a、52b按每个发光颜色设置。在这种情况下，第一光学系统51可以具有：第一颜色合成部，对从第一面光源50a的上述多个光源部射出的多个光束进行合成并在同一光路中射出；以及第二颜色合成部，对从第二面光源50b的上述多个光源部射出的多个光束进行合成并在同一光路中射出。
图11示出了具备红色、蓝色和绿色的各种颜色的光源的光源部分的示例。
参照图11，光源部分71包括绿色光源部72、蓝色光源部73、红色光源部分74和分光镜75、76。
绿色光源部72具有图10所示的结构。红色光源部74和蓝色光源部73均具有图9所示的结构。在红色光源部74中，固体光源11a、11b、 12a、12b由红色LD构成。在蓝色光源部73中，固体光源11a、11b、 12a、12b由蓝色LD构成。
分光镜75具有反射可见光的波长范围内的蓝色波长范围的光，并且透射其他波长范围的光的反射透射特性。分光镜76具有反射可见光的波长范围内的绿色波长范围的光，并且透射其他波长范围的光的反射透射特性。
分光镜75配置在红色光源部74的光轴与蓝色光源部73的光轴正交的位置。从红色光源部54射出的红色光入射到分光镜75的一个面，从蓝色光源部73射出的蓝色光入射到分光镜75的另一个面。红色光源部74的光轴与分光镜75的一个面所成的角度为45°，蓝色光源部73 的光轴与分光镜75的另一个面所成的角度为45°。
来自红色光源部74的红色光透过分光镜75。来自蓝色光源部73 的蓝色光由分光镜75朝向与所透过的红色光相同的方向反射。即，分光镜75射出混合了红色光和蓝色光的第一复合光。
分光镜76配置在红色光源部54的光轴与绿色光源部72的光轴正交的位置。来自分光镜75的第一复合光(蓝色和红色)入射到分光镜76 的一个面，从绿色光源部72射出的绿色光入射到分光镜76的另一个面。红色光源部74的光轴与分光镜76的一个面所成的角度为45°，绿色光源部72的光轴与分光镜76的另一个面所成的角度为45°。
来自分光镜75的第一复合光透过分光镜76。来自绿色光源部72 的绿色光由分光镜76朝向与所透过的第一复合光相同的方向反射。即，分光镜76射出混合了第一复合光(蓝色和红色)和绿色光的第二复合光 (白色光)。该第二复合光(白色光)是光源部分71的输出光。
上述的光源部分71可以分别应用于图1所示的光源装置的由第一面光源50a和第一两侧远心透镜52a构成的光源部分以及由第二面光源 50b和第二两侧远心透镜52b构成的光源部分。
另外，在光源部分71中，对来自绿色光源部72、红色光源部74 及蓝色光源部73的各光束进行合成的顺序可以适当变更。例如，也可以对来自绿色光源部72的绿色光和来自蓝色光源部73的蓝色光进行合成，并对混合了上述绿色光和蓝色光的第一复合光和来自红色光源部74的红色光进行合成。
另外，在光源部分71中，也可以使分别在红色光源部74和蓝色光源部73中使用的扩散板共用化。例如，也可以在分光镜75与分光镜76之间的光路上设置红色光源部74和蓝色光源部73共用的扩散板。在这种情况下，为了抑制斑点，也可以使扩散板振动。
(第二实施方式)
图12为表示本发明的第二实施方式的光源装置的结构的示意图。
图12所示的光源装置与第一实施方式的光源装置的不同之处在于，代替光学元件57而具备光学元件157。第一及第二面光源50a、 50b、第一光学系统51及第二光学系统56基本上与第一实施方式相同。以下，假设对液晶面板进行照明，对光源装置的结构进行说明。
光学元件157可以称为积分器。光学元件157是由多个微透镜构成的复眼透镜，并具有第一复眼透镜157a和第二复眼透镜157b。第一复眼透镜157a的各微透镜与第二复眼透镜157b的各微透镜配置成彼此相对。入射到第一复眼透镜157a的光线被分割成第一复眼透镜157a 的微透镜的数量。第一复眼透镜157a的各微透镜与将液晶面板的有效显示区域和照明区域调整的+α量相加所得的区域呈相似的形状，并使来自光源的光束聚光于第二复眼透镜157b附近。
第二复眼透镜157b的各微透镜在液晶面板上形成第一复眼透镜 157a的对应的微透镜的像。另外，光束照射于第一复眼透镜157a的有效形状(由多个微透镜构成的形状)既可以与各微透镜的形状相似，也可以不相似。
在本实施方式中，第一光学系统51将第一及第二面光源50a、50b 的光源像成像于第一成像面55上的不同区域。第一光学系统51具有反射元件53、第一两侧远心光学系统52a及第二两侧远心光学系统 52b。
反射元件53具有以彼此成直角的方式设置的第一及第二反射面 53a、53b。第一两侧远心光学系统52a设置在第一面光源50a与第一反射面53a之间的光路上，将第一面光源50a的光源像经由第一反射面 53a成像于第一成像面55上。第二两侧远心光学系统52b设置在第二面光源50b与第二反射面53b之间的光路上，将第二面光源50b的光源像经由第二反射面53b成像于第一成像面55上。
第一两侧远心光学系统52a和第二两侧远心光学系统52b为相同的结构，彼此的出射面配置成隔着反射元件53而相对。来自第一两侧远心光学系统52a的第一光束的主光线(光轴)与来自第二两侧远心光学系统52b的第二光束的主光线(光轴)在同一轴上相一致。
假想成像面54表示第一两侧远心光学系统52a和第二两侧远心光学系统52b各自的在不存在第一和第二反射面53a、53b的状态下的成像面。假想成像面54与第一成像面55相互正交。
第一反射面53a与假想成像面54所成的角度为45°，来自第一两侧远心光学系统52a的光束的主光线与第一反射面53a所形成的角度为45°。同样，第二反射面53b与假想成像面54所成的角度也为45°，来自第二两侧远心光学系统52b的光束的主光线与第二反射面53b所成的角度也为45°。第一反射面53a和第二反射面53b将来自第一两侧远心光学系统52a的第一光束和来自第二两侧远心光学系统52b的第二光束向同一方向进行反射。
来自第一两侧远心光学系统52a的第一光束的主光线和来自第二两侧远心光学系统52b的第二光束的主光线位于同一轴上。在从垂直于与第一反射面53a及第二反射面53b正交的面的方向观察时，作为第一和第二反射面53a、53b的接合部的顶角部分可以配置于相比第一和第二光束的最外周部分靠内侧(主光线侧)的位置。在这种情况下，通过在顶角部分使第一和第二光束产生渐晕，能够实现后述的光利用效率的提高。
第二光学系统56和第一复眼透镜157a将由成像于第一成像面55 上的第一和第二面光源的光源像构成的合成面光源成像于第二复眼透镜157b附近。第二光学系统56也可以包括第三两侧远心透镜光学系统。
另外，如图2所示，光源像58a为第一面光源50a的光源像，光源像58b为第二面光源50b的光源像。光源像58a、58b具有相互线对称的形状。光源像58a、58b以间隔d形成。合成面光源58由光源像 58a、58b构成。
以下，对本实施方式的光源装置的具体结构进行说明。
在本实施方式的光源装置中，反射元件53也可以由V字镜或直角棱镜构成。
可以使用图3所示的V字镜作为反射元件53。该V字镜由设置成彼此的反射面呈直角的2个反射部60a、60b构成。反射部60a、60b 均在与假想成像面54侧相反的一侧的面形成有反射面，该反射面与假想成像面54(或第一成像面55)所成的角度为45°。
在使上述V字镜在与第一成像面垂直的方向上进行了移动的情况下，产生如图4所示的光源像的变化。如在第一实施方式中所说明的那样，与Z1＝Z1'的情况相比，在Z2(>Z1)＝Z2'的情况下，光源像58a、 58b的面积(光斑尺寸)变大，光源像58a、58b的间隔也变宽。
在本实施方式中，也考虑到在第一实施方式中所说明的使反射元件53在与第一成像面55垂直的方向上进行了移动时的条件(1)～(4)，将第一两侧远心光学系统52a、第二两侧远心光学系统52b及反射元件 53配置成，使合成面光源58成为能够提高光学元件57以后的光学系统中的光利用效率的规定形状。具体而言，反射元件53配置成在反射部60a、60b的顶角处，在第一和第二光束产生渐晕。
例如，在将反射元件53配置成在第一和第二光束产生渐晕的情况下，图5所示的合成面光源58形成在第一成像面55上。通过减小光源像58a、58b的间隔D，能够将由扩展量的制约导致的光利用效率的劣化抑制在最小限度，其结果是，能够实现高亮度化。
以下，以液晶面板为例，具体说明反射元件53的渐晕与扩展量的关系。
投影透镜的F值(F数)由前述的式1给出。θ是光束的发散角(半值)。在将液晶面板的尺寸设为0.8"的情况下，投影透镜的F值为1.7左右是主流。
以下，以F/1.7为例进行说明。
扩展量由前述的式2给出。在式2中，A为液晶面板的面积(有效显示区域)，θ为投影透镜的F值的半角。0.8"尺寸的液晶面板的水平方向(H)的大小是17.2mm，垂直方向(V)的大小是10.8mm(A＝185.6mm2)。根据上述式2，若设为F/1.7，则E＝50.4。
因此，通过使形成在第一成像面55上的面光源的面积与从该面光源射出的光的发散角(立体角)之积(乘积值)接近50.4，能够高效地利用来自光源的光。
在本实施方式中，为了将光利用效率的劣化抑制在最小限度，如图5所示那样产生渐晕。由此，能够将合成面光源58的H、V分别设为14.0mm、7.6mm，由此能够得到E＝67.5(但是，由于渐晕，所以3％的光被截断)。该扩展值67.5接近于上述的扩展值50.4。
另外，在将反射元件53配置成不产生渐晕时，E＝94.5，大大偏离上述的扩展值50.4。
在E＝67.5的情况下，液晶面板在图像形成面上的角度为11.9°。另一方面，在E＝94.5的情况下，液晶面板在图像形成面上的角度为 14.1°。在将这些角度换算成F数而获得亮度的比时，在E＝67.5的情况下，约多亮29％。
如上所述，通过在反射元件53产生渐晕，能够将由扩展量的制约导致的光利用效率的劣化抑制在最小限度，由此实现高亮度化。
另外，作为反射元件53的另一例，在本实施方式中也可以使用图 6所示的直角棱镜。直角棱镜61具有相互成直角的反射面61a、61b。反射面61a与假想成像面54(或第一成像面55)所成的角度为45°。反射面61b与假想成像面54(或第一成像面55)所成的角度也为45°。
在使直角棱镜61在垂直于第一成像面55的方向上进行了移动时，产生如图7所示的光源像58a、58b的变化。如在第一实施方式中所说明的那样，与Z1＝Z1'的情况相比，在Z2(>Z1)＝Z2'的情况下，光源像 58a、58b的面积(光斑尺寸)变大，光源像58a、58b的间隔也变宽。
第一两侧远心光学系统52a、第二两侧远心光学系统52b及直角棱镜61配置成，使合成面光源58成为能够提高光学元件57以后的光学系统中的光利用效率的规定的形状。具体而言，将直角棱镜61配置成在反射面61a、61b的顶角处，在第一和第二光束产生渐晕。
在使用上述的直角棱镜61的情况下，也起到与使用V字镜的情况同样的作用效果。
另外，与V字镜相比，在使用直角棱镜61的情况下，还具有以下的效果。
如在第一实施方式中所说明的那样，直角棱镜61的顶角部分为直角的面，与此相对，V字镜的顶角部分(反射部60a、60b的接合部分) 不为直角的面。因此，如图8A所示，在垂直于第一成像面55的方向上，直角棱镜61的顶角部分与V字镜的反射部60a、60b的接合部分相比，向第一成像面55侧偏移高度d1。其结果是，如图8B所示，使用直角棱镜61时的光源像58a、58b(虚线)比使用V字镜时的光源像 58a、58b(实线)大。在使用直角棱镜61时和使用V字镜时，虽然合成面光源58的大小不变，但由于光源像58a、58b(实线)变大，所以能够更高效地取入光，由此能够进一步提高光利用效率。
接着，具体说明第一及第二面光源50a、50b与第一及第二两侧远心光学系统52a、52b的结构。
由第一面光源50a和第一两侧远心光学系统52a构成的第一光源部分与由第二面光源50b和第二两侧远心光学系统52b构成的第二光源部分为彼此相同的结构。作为第一和第二面光源50a、50b，可以使用固体光源。
在本实施方式中，也可以将图9所示的光源部分的结构用于固体光源。该光源部分具有光源单元1a、1b、聚光透镜2a、2b、反射镜3a、 3b、4a、4b、扩散板5、光导管6和透镜7～9。
光源单元1a包括射出相同颜色的光的固体光源11a、12a和反射镜13a。固体光源11a、12a为相同的结构，例如具有多个激光二极管 (LD)，该多个激光二极管(LD)输出在规定颜色的波长范围内具有中心波长的激光。这里，使用在具备散热部的保持部件上形成有(n(行)×m(列))个LD的结构。
反射镜13a是交替地配置有反射区域和透射区域的条纹结构的镜。例如，通过在透明基板上以规定间隔蒸镀带状的反射区域，能够形成条纹结构的镜。
固体光源11a的LD的各列与反射镜13a的各透射区域一一对应，从各列的LD射出的激光通过反射镜13a的对应的透射区域。固体光源 12a的LD的各列与反射镜13a的各反射区域一一对应，从各列的LD 射出的激光被反射镜13a的对应的反射区域向与透过了透射区域的激光的行进方向相同的方向反射。透过了透射区域的激光和由反射区域反射的激光是光源单元1a的输出光，该输出光入射到聚光透镜2a。
光源单元1b输出与光源单元1a相同颜色的光，并包括固体光源 11b、12b及反射镜13b。由这些固体光源11b、12b及反射镜13b构成的部分为与上述的由固体光源11a、12a及反射镜13a构成的部分为相同的结构。从固体光源11b射出的激光透过反射镜13b的各透射区域，从固体光源12b射出的激光由反射镜13b的各反射区域向与透过了透射区域的激光的行进方向相同的方向反射。透过了透射区域的激光和由反射区域反射的激光是光源单元1b的输出光，该输出光入射到聚光透镜2b。
通过了聚光透镜2a的激光依次通过反射镜3a、4a及扩散板5而入射到光导管6的入射面。同样，通过了聚光透镜2b的激光依次通过反射镜3b、4b及扩散板5而入射到光导管6的入射面。
光源单元1a、1b分别可以称为光源部。聚光透镜2a、2b以及反射镜3a、3b、4a、4b可以称为光折返单元。
从光源单元1a到光导管6的入射面的第一光路的长度与从光源单元1b到光导管6的入射面的第二光路的长度相同。聚光透镜2a的聚光角(在将光轴与光束的最外侧的光线所成的角度设为θ时，以2θ给出的角度)与聚光透镜2b的聚光角相同。在第一光路中入射到光导管6 的入射面的光束的中心光线的入射角与在第二光路中入射到光导管6 的入射面的光束的中心光线的入射角相同。
光导管6是如下的光学元件(光均匀化元件)，即，由柱状的导光体构成，并将导光体的两端面的一方作为入射面，另一方作为出射面，且使光从入射面入射，在导光体内部传播，并从出射面射出的光学元件(光均匀化元件)。通过光在导光体内部被多次反射，能够在出射面形成均匀的面光源。作为光导管6，可以使用内部为中空并由反射镜构成内表面的光隧道、由玻璃等透明材料形成多棱柱的棒等。
聚光透镜2a对来自光源单元1a的激光进行聚光并使其入射到光导管6的入射面。聚光透镜2b对来自光源单元1b的激光进行聚光并使其入射到光导管6的入射面。也可以构成为，光导管6的入射面上的聚光透镜2a、2b各自的聚光位置相同。
透镜7～9构成两侧远心透镜。该两侧远心透镜为图12所示的第一两侧远心透镜52a或第二两侧远心透镜52b。
根据上述的光源部分的结构，由于活用光导管6的周围的空间，在该空间配置光源单元1a、1b，所以能够实现装置的小型化。
另外，使从光源单元1a、1b分别射出的激光折返而入射到光导管 6的入射面。如此，通过使光路折返，能够实现装置的小型化。
上述的光源部分的结构可以分别应用于图12所示的光源装置的由第一面光源50a和第一两侧远心透镜52a构成的光源部分以及由第二面光源50b和第二两侧远心透镜52b构成的光源部分。光导管6的出射面(开口面)构成面发光部，该面发光部的光源像作为光源像58a或 58b成像于第一成像面55上。
接着，对第一及第二面光源50a、50b与第一及第二两侧远心光学系统52a、52b的另一结构例进行说明。
第一及第二面光源50a、50b也可以分别为使用荧光体的荧光体光源。荧光体光源还可以具有：激发光源，射出激发光；荧光部，具备被激发光激发而发出荧光的荧光体。在这种情况下，荧光体可以发出绿色的荧光。
在本实施方式中，也可以使用具备图10所示的荧光体光源的光源部分。
如图10所示，光源部分包括光源单元21a、21b、聚光透镜22a、 22b、反射镜23a、23b、24a、24b、34、扩散板25、光导管26、透镜 27～32、分光镜33和荧光轮35。
光源单元21a、21b是用于激发荧光体的激发用光源，并射出相同颜色的激发光。
光源单元21a包括射出相同颜色的激发光的固体光源211a、212a 和反射镜213a。固体光源211a、212a为相同的结构，例如具有多个激光二极管(LD)，该多个激光二极管(LD)输出在蓝色的波长范围内具有中心波长的蓝色激光。这里，使用在具备散热部的保持部件上形成有 (n(行)×m(列))个蓝色LD的结构。
反射镜213a是交替地配置有反射区域和透射区域的条纹结构的镜。例如，通过在透明基板上以规定间隔蒸镀带状的反射区域，能够形成条纹结构的镜。
固体光源211a的蓝色LD的各列与反射镜213a的各透射区域一一对应，从各列的蓝色LD射出的蓝色激光通过反射镜213a的对应的透射区域。固体光源212a的蓝色LD的各列与反射镜213a的各反射区域一一对应，从各列的蓝色LD射出的蓝色激光被反射镜213a的对应的反射区域向与透过了透射区域的蓝色激光的行进方向相同的方向反射。透过了透射区域的蓝色激光和由反射区域反射的蓝色激光是光源单元21a的输出光，该输出光入射到聚光透镜22a。
光源单元21b包括固体光源211b、212b和反射镜213b。由这些固体光源211b、212b及反射镜213b构成的部分与上述的由固体光源 211a、212a及反射镜213a构成的部分为相同的结构。从固体光源211b 射出的蓝色激光透过反射镜213b的各透射区域，从固体光源212b射出的蓝色激光由反射镜213b的各反射区域向与透过了透射区域的蓝色激光的行进方向相同的方向反射。透过了透射区域的蓝色激光和由反射区域反射的蓝色激光是光源单元21b的输出光，该输出光入射到聚光透镜22b。
通过了聚光透镜22a的蓝色激光依次通过反射镜23a、24a及扩散板25而入射到光导管26的入射面。同样，通过了聚光透镜22b的蓝色激光依次通过反射镜23b、24b及扩散板25而入射到光导管26的入射面。
从光源单元21a到光导管26的入射面的第一光路的长度与从光源单元21b到光导管26的入射面的第二光路的长度相同。聚光透镜22a 的聚光角与聚光透镜22b的聚光角相同。在第一光路中入射到光导管 26的入射面的光束的中心光线的入射角与在第二光路中入射到光导管 26的入射面的光束的中心光线的入射角相同。
光导管26是如下的光学元件(光均匀化元件)，即，由柱状的导光体构成，并将导光体的两端面的一方作为入射面，另一方作为出射面，且使光从入射面入射，在导光体内部传播，并从出射面射出的光学元件(光均匀化元件)。通过光在导光体内部被多次反射，能够在出射面形成均匀的面光源。作为光导管26，可以使用内部为中空并由反射镜构成内表面的光隧道、由玻璃等透明材料形成多棱柱的棒等。
聚光透镜22a对来自光源单元21a的激光进行聚光并使其入射到光导管26的入射面。聚光透镜22b对来自光源单元21b的激光进行聚光并使其入射到光导管26的入射面。也可以构成为，光导管26的入射面上的聚光透镜22a、22b各自的聚光位置相同。
在从光导管26的出射面射出的蓝色激光(蓝色激发光)的行进方向上，依次配置有透镜27、28及分光镜33。透镜27、28为聚光透镜。分光镜33具有反射可见光的波长范围内的蓝色波长范围的光，并且透射其他波长范围的光的反射透射特性。来自光导管26的蓝色激光通过透镜27、28后，由分光镜33反射。
在来自分光镜33的蓝色激光(反射光)的行进方向上，依次配置有透镜29～31和荧光轮35。透镜29～31为聚光透镜。
荧光轮35具有能够旋转的圆形基板和沿着周向形成在该圆形基板上的荧光体部。圆形基板的中心部支承于旋转电机的输出轴，旋转电机使圆形基板旋转。荧光体部包括能够由来自分光镜33的蓝色激光激发的荧光体。作为荧光体，可以使用发出黄色荧光的黄色荧光体、发出绿色荧光的绿色荧光体等。在此，使用绿色荧光体。
来自分光镜33的蓝色激光通过透镜29～31后，入射到荧光轮35 的荧光体部。从荧光体部发出的绿色荧光(发散光)通过透镜29～30。通过了透镜29～30的绿色荧光透过分光镜33。在来自分光镜33的绿色荧光(透射光)的行进方向上，依次配置有透镜32和反射镜34。透镜32 是聚光透镜。
透镜27～32中的透镜27～31将从光导管26的出射面射出的蓝色激光聚光在荧光轮35的荧光体部上。另外，透镜29～32以对从荧光体部发出的绿色荧光(发散光)进行聚光的方式发挥作用。通过了透镜32 的绿色荧光由反射镜34反射。来自反射镜34的反射光(绿色荧光)是光源部分的输出。在通过了透镜32的绿色荧光的光路中可以配置用于获得平行光束的透镜。
透镜27、28、32和设置在通过了透镜32的光路中的至少一个透镜构成两侧远心透镜。该两侧远心透镜为图12所示的第一两侧远心透镜52a或第二两侧远心透镜52b。
上述的光源部分的结构可以分别应用于图12所示的光源装置的由第一面光源50a和第一两侧远心透镜52a构成的光源部分以及由第二面光源50b和第二两侧远心透镜52b构成的光源部分。光导管26的出射面(开口面)的形状被投影到荧光轮35的荧光体面。荧光体面上的蓝色激光(激发光)的光斑的形状与光导管26的出射面(开口面)的形状相似。荧光体面上的光斑的光源像作为光源像58a或光源像58b成像于第一成像面55上。
在本实施方式中，第一及第二面光源50a、50b和第一及第二两侧远心光学系统52a、52b也可以为如下的结构。
第一及第二面光源50a、50b可以分别具有发光颜色不同的多个光源部，第一及第二两侧远心光学系统52a、52b按每个发光颜色设置。在这种情况下，第一光学系统51可以具有：第一颜色合成部，对从第一面光源50a的上述多个光源部射出的多个光束进行合成并在同一光路中射出；以及第二颜色合成部，对从第二面光源50b的上述多个光源部射出的多个光束进行合成并在同一光路中射出。
另外，也可以使用如图11所示的具备红色、蓝色和绿色的各种颜色的光源的光源部分。该光源部分71包括绿色光源部72、蓝色光源部 73、红色光源部分74和分光镜75、76。
绿色光源部72具有图10所示的结构。红色光源部74和蓝色光源部73均具有图9所示的结构。在红色光源部74中，固体光源11a、11b、 12a、12b由红色LD构成。在蓝色光源部73中，固体光源11a、11b、 12a、12b由蓝色LD构成。
分光镜75具有反射可见光的波长范围内的蓝色波长范围的光，并且透射其他波长范围的光的反射透射特性。分光镜76具有反射可见光的波长范围内的绿色波长范围的光，并且透射其他波长范围的光的反射透射特性。
分光镜75配置在红色光源部74的光轴与蓝色光源部73的光轴正交的位置。从红色光源部54射出的红色光入射到分光镜75的一个面，从蓝色光源部73射出的蓝色光入射到分光镜75的另一个面。红色光源部74的光轴与分光镜75的一个面所成的角度为45°，蓝色光源部73 的光轴与分光镜75的另一个面所成的角度为45°。
来自红色光源部74的红色光透过分光镜75。来自蓝色光源部73 的蓝色光由分光镜75朝向与所透过的红色光相同的方向反射。即，分光镜75射出混合了红色光和蓝色光的第一复合光。
分光镜76配置在红色光源部54的光轴与绿色光源部72的光轴正交的位置。来自分光镜75的第一复合光(蓝色和红色)入射到分光镜76 的一个面，从绿色光源部72射出的绿色光入射到分光镜76的另一个面。红色光源部74的光轴与分光镜76的一个面所成的角度为45°，绿色光源部72的光轴与分光镜76的另一个面所成的角度为45°。
来自分光镜75的第一复合光透过分光镜76。来自绿色光源部72 的绿色光由分光镜76朝向与所透过的第一复合光相同的方向反射。即，分光镜76射出混合了第一复合光(蓝色和红色)和绿色光的第二复合光 (白色光)。该第二复合光(白色光)是光源部分71的输出光。
上述的光源部分71可以分别应用于图12所示的光源装置的由第一面光源50a和第一两侧远心透镜52a构成的光源部分以及由第二面光源50b和第二两侧远心透镜52b构成的光源部分。
另外，在光源部分71中，对来自绿色光源部72、红色光源部74 及蓝色光源部73的各光束进行合成的顺序可以适当变更。例如，也可以对来自绿色光源部72的绿色光和来自蓝色光源部73的蓝色光进行合成，并对混合了上述绿色光和蓝色光的第一复合光和来自红色光源部74的红色光进行合成。
另外，在光源部分71中，也可以使分别在红色光源部74和蓝色光源部73中使用的扩散板共用化。例如，也可以在分光镜75与分光镜76之间的光路上设置红色光源部74和蓝色光源部73共用的扩散板。在这种情况下，为了抑制斑点，也可以使扩散板振动。
(第三实施方式)
对本发明的第三实施方式的光源装置进行说明。
本实施方式的光源装置具有：第一和第二光源；第一光学系统，将第一和第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域。第一光学系统具备反射元件，该反射元件具有：第一反射面，将来自第一光源的第一光束朝向成像面进行反射；第二反射面，将来自第二光源的第二光束朝向成像面进行反射。
在从垂直于与第一和第二反射面正交的面的方向观察时，作为第一和第二反射面的接合部的顶角部分配置在相比入射到第一反射面的第一光束和入射到第二反射面的第二光束的最外周部分靠内侧的位置。
第一光源和第二光源也可以使用例如图1或图12所示的第一面光源50a和第一面光源50a构成。构成第一光学系统的反射元件也可以使用图1或图12所示的反射元件53构成。在这种情况下，第一反射面和第二反射面是第一反射面53a和第二反射面53b。在从垂直于与第一反射面53a及第二反射面53b正交的面的方向观察时，作为第一和第二反射面53a、53b的接合部的顶角部分配置于相比第一和第二光束的最外周部分靠内侧(主光线侧)的位置。由此，能够得到基于前述的渐晕的作用，在应用于投影型显示装置的情况下，起到光利用效率提高的效果。
(第四实施方式)
对本发明的第四实施方式的光源装置进行说明。
本实施方式的光源装置具有：第一和第二光源；第一光学系统，将第一和第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域。第一光学系统具备反射元件，该反射元件具有：第一反射面，将来自第一光源的第一光束朝向成像面进行反射；第二反射面，将来自第二光源的第二光束朝向成像面进行反射，第一光束的一部分不被第一反射面反射，第二光束的一部分构成为不被第二反射面反射。
第一光源和第二光源也可以使用例如图1或图12所示的第一面光源50a和第一面光源50a构成。构成第一光学系统的反射元件也可以使用图1或图12所示的反射元件53构成。在这种情况下，第一反射面和第二反射面是第一反射面53a和第二反射面53b。来自第一面光源 50a的第一光束的一部分不被第一反射面53a反射。来自第二面光源50b 的第二光束的一部分不被第二反射面53b反射。由此，能够得到基于前述的渐晕的作用，在应用于投影型显示装置的情况下，起到光利用效率提高的效果。
在上述的第三或第四实施方式的光源装置中，还可以具有：第二光学系统，来自合成光源的光束入射到所述第二光源系统，所述合成光源由第一和第二光源的成像于成像面上的光源像构成；以及积分器，具备入射面，形成均匀的面光源，来自第二光学系统的光束入射到所述入射面。在这种情况下，第二光学系统可以构成为将合成光源的光源像成像于入射面。积分器至少包括复眼透镜、棒、光隧道中的任一个。
(其他实施方式)
对作为本发明的其他实施方式的投影型显示装置进行说明。
本投影型显示装置具有：上述第一至第四实施方式中任一实施方式所述的光源装置；显示元件，对从该光源装置输出的光进行调制而形成图像；以及投影透镜，投影由该显示元件形成的图像。作为显示元件，可以使用液晶显示面板或DMD。另外，在将液晶显示面板应用于显示元件的情况下，需要构成为使p偏振光或s偏振光的光照射到液晶显示面板。
以下，作为具体例，对应用了第一实施方式的光源装置的第一投影型显示装置和应用了第二实施例的光源装置的第二投影型显示装置进行说明。
(第一投影型显示装置)
图13示意性地示出了第一投影型显示装置的结构。
参照图13，第一投影型显示装置是3板式的投影仪，具有光源装置601，该光源装置601应用了第一实施方式的光源装置并具备光源部分71。在图13中，为了方便，未示出光源装置601的各部分。
从光源装置601的光学元件57射出的白色光经由透镜602、603 及反射镜604入射到TIR(Total Internal Reflection，全内反射)棱镜605。作为光学元件57，可以使用内部为中空并由反射镜构成内表面的光隧道、由玻璃等透明材料形成多棱柱的棒等。
TIR棱镜605是在内部具备全反射面的全反射棱镜组件，包括2 个三角棱镜。一个三角棱镜为直角棱镜，具有构成直角边的第一及第二面和构成斜边的第三面。另一个三角棱镜具有构成三角形的各线段的第一至第三面。直角棱镜的第三面与另一个三角棱镜的第一面配置成相对。直角棱镜的第一面是TIR棱镜605的入射面。
彩色棱镜606配置成与直角棱镜的第二面相对。另一个三角棱镜的第二面是TIR棱镜605的出射面，并且平行于直角棱镜的第二面。在该出射面侧配置有投影透镜610。
来自反射镜604的光(白色光)入射到TIR棱镜605的入射面。入射到TIR棱镜605的光由内部的全反射面全反射，从直角棱镜的第二面射出。从该第二面射出的光入射到彩色棱镜606。
彩色棱镜606由多个棱镜构成，具有第一至第四面。第一面与TIR 棱镜605的直角棱镜的第二面相对。红色用显示面板608与第二面相对配置，绿色用显示面板607与第三面相对配置，蓝色用显示面板609 与第四面相对。在彩色棱镜606中，从第一面入射的白色光之中，红色光从第二面射出，绿色光从第三面射出，蓝色光从第四面射出。在此，作为显示面板607～609，可以使用DMD(数字反射镜器件)或液晶显示面板。在此，作为显示面板607～609，使用DMD。
显示面板607～609分别具有由以矩阵状配置的多个微镜构成的图像形成区域。微镜构成为根据驱动电压改变角度，在被供给了表示接通状态的驱动电压的情况下和被供给了表示断开状态的驱动电压的情况下，反射角不同。根据影像信号对各微镜进行接通断开控制，由此对入射光束进行空间调制而形成图像。
从第二面射出的红色光入射到红色用显示面板608。红色显示面板608对所入射的红色光进行空间调制而形成红色图像。红色图像光从红色显示面板608入射到彩色棱镜606的第二面。在彩色棱镜606 中，从第二面入射的红色图像光从第一面射出。该从第一面射出的红色图像光入射到TIR棱镜605的直角棱镜的第二面。
从第三面射出的绿色光入射到绿色用显示面板607。绿色显示面板607对所入射的绿色光进行空间调制而形成绿色图像。绿色图像光从绿色用显示面板607入射到彩色棱镜606的第三面。在彩色棱镜606 中，从第三面入射的绿色图像光从第一面射出。该从第一面射出的绿色图像光入射到TIR棱镜605的直角棱镜的第二面。
从第四面射出的蓝色光入射到蓝色用显示面板609。蓝色显示面板609对所入射的蓝色光进行空间调制而形成蓝色图像。蓝色图像光从蓝色用显示面板609入射到彩色棱镜606的第四面。在彩色棱镜606 中，从第四面入射的蓝色图像光从第一面射出。该从第一面射出的蓝色图像光入射到TIR棱镜605的直角棱镜的第二面。
在TIR棱镜605中，从直角棱镜的第二面入射的红色图像光、绿色图像光以及蓝色图像光从出射面朝向投影透镜610射出。投影透镜 610将分别在红色用显示面板608、绿色用显示面板607和蓝色用显示面板609形成的红色图像、绿色图像和蓝色图像进行重叠并投影到屏幕上。投影透镜610是由多个透镜构成的放大投影光学系统。
在光源装置601中，由第一面光源50a和第一两侧远心光学系统 52a构成的第一光源部分与由第二面光源50b和第二两侧远心光学系统 52b构成的第二光源部分为彼此相同的结构。由此，能够抑制在照明 DMD的照明光中，由于红色、蓝色、绿色的面内分布不同而产生的颜色不均匀。
另外，在考虑到扩展量的限制时，绿色光源部的荧光面体上的光斑尺寸越小越好，但在减小光斑尺寸时，会导致由热量引起的荧光体的损伤。因此，根据荧光体上的激发光的强度(光密度)、从荧光体发出的光束的取入角度、光束向光学元件57的入射角度、光学元件57的入射面的纵横比、从荧光体到光学元件57的光路中的光学系统的结构等，适当地设计荧光体面上的光斑的形状和尺寸。
当将构成光学元件57的导光部57a的内部的反射面形成为锥形时，虽然面光源的面积稍微增大，但是能够减小从出射面射出的光的发散角。其结果是，能够减小入射光相对于具有规定大小的光学部件的损耗。
(第二投影型显示装置)
图14示意性地示出了第二投影型显示装置的结构。
参照图14，第二投影型显示装置是3板式的投影仪，具有光源装置501，该光源装置501应用了第一实施方式的光源装置并具有光源部分71。在图14中，为了方便，未示出光源装置501的各部分。
从光源装置501射出的白色光经由第一复眼透镜157a和第二复眼透镜157b入射到偏振光转换元件502。偏振光转换元件502配置在第二复眼透镜157b附近。
图15示出了偏振光转换元件502的结构。如图15所示，偏振光转换元件502具有反射P偏振光并透射S偏振光的偏振光分离膜502a、 1/2波长板502b。
在偏振光转换元件502中，来自第二复眼透镜157b的白色光(随机偏振光)以大致45°的入射角入射到偏振光分离膜502a。偏振分离膜 502a将随机偏振光分离为P偏振光和S偏振光的线偏振光。透过了偏振光分离膜502a的P偏振光通过1/2波长板502b。1/2波长板502b将所入射的P偏振光的偏振方向旋转90度而作为S偏振光射出。另一方面，由偏振光分离膜502a反射的S偏振光被相邻的偏振光分离膜502a 再次反射，并在维持S偏振光的状态下被射出。如此，偏振方向对齐为单个方向。
偏振光转换元件502的射出光(S偏振光)经由重叠透镜503入射到分光镜504。分光镜504具有反射可见光中的红色波长范围的光并透射其他波长范围的光的特性。
偏振光转换元件502的射出光中的红色光由分光镜504反射。分光镜504的反射光(红色)经由场透镜505、反射镜506和偏振板517入射到液晶面板507。
分光镜504的透射光(绿色和蓝色)入射到分光镜509。分光镜509 具有反射可见光中的绿色波长范围的光并透射其他波长范围的光的特性。
偏振光转换元件502的射出光中的绿色光在透过分光镜504之后，被分光镜509反射。分光镜509的反射光(绿色)经由偏振板518入射到液晶面板510。
偏振光转换元件502的出射光中的蓝色光分别透过分光镜504、 509。分光镜509的透射光(蓝色)经由中继透镜511、反射镜512、中继透镜513、反射镜514、中继透镜515和偏振板519入射到液晶面板516。
重叠透镜503和场透镜505、508使来自第一复眼透镜157a的各微透镜的主光线朝向液晶面板507、510的中心部，并使各微透镜的像重叠在液晶面板507、510上。
在分光镜509与中继透镜511之间，形成使第一复眼透镜157a的各微透镜的像重叠所得的矩形的均匀照明像。由中继透镜511、反射镜 512、中继透镜513、反射镜514、中继透镜515构成的中继光学系统将形成在分光镜509与中继透镜511之间的矩形的均匀照明像的等倍像照明到液晶面板516。
在由第一复眼透镜157a形成的二次光源像的大小比第二复眼透镜 157b的各微透镜的开口形状大，且从相邻的透镜突出的情况下，成为照射液晶面板的有效面的外侧的成分，从而光利用效率降低。
在液晶面板507的入射面侧和出射面侧分别配置有偏振板517和偏振板520。使用这些偏振板517、520，得到与液晶面板507的空间调制相应的灰度特性。与此相同，在液晶面板510的入射面侧及出射面侧分别配置有偏振板518及偏振板521，在液晶面板516的入射面侧及出射面侧分别配置有偏振板519及偏振板522。
十字分色棱镜523具有第一至第三入射面及出射面。液晶面板507 与十字分色棱镜523的第一入射面相对配置。液晶面板510与十字分色棱镜523的第二入射面相对配置。液晶面板516与十字分色棱镜523 的第三入射面相对配置。
液晶面板507、510和516分别对入射光进行空间调制。液晶面板 507的射出光(红色)经由偏振板520入射到十字分色棱镜523的第一入射面。液晶面板510的射出光(绿色)经由偏振板521入射到十字分色棱镜523的第二入射面。液晶面板516的射出光(蓝色)经由偏振板522入射到十字分色棱镜523的第三入射面。
在十字分色棱镜523中，将从第一入射面入射的红色光、从第二入射面入射的绿色光和从第三入射面入射的蓝色光相互重叠并从出射面射出。即，十字分色棱镜523将来自液晶面板507、510、516的红色图像光、绿色图像光、蓝色图像在同一光路上进行合成并射出。
投影透镜530与十字分色棱镜523的出射面相对配置。从液晶面板507、510、516射出的红色图像光、绿色图像光、蓝色图像光在同一光路中入射到投影透镜530。投影透镜530对分别在液晶面板507、 510、516形成的图像进行放大投影。
以上，虽然参照实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于如上所述的实施方式。对于本发明的结构或细节，能够进行在本发明的范围内本领域技术人员可以理解的各种变更。
另外，本发明可以采取如下的附录1～18的方式，但并不限定于这些方式。
[附录1]
一种光源装置，包括：
第一光源和第二光源；以及
第一光学系统，将所述第一光源的光源像和所述第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域，
所述第一光学系统包括反射元件，该反射元件具有：第一反射面，将来自所述第一光源的第一光束朝向所述成像面进行反射；第二反射面，将来自所述第二光源的第二光束朝向所述成像面进行反射，
在从垂直于与所述第一反射面及所述第二反射面正交的面的方向观察时，作为所述第一反射面和所述第二反射面的接合部的顶角部分配置在相比入射到所述第一反射面的所述第一光束和入射到所述第二反射面的第二光束的最外周部分靠内侧的位置。
[附录2]
如附录1所述的光源装置，其中，
所述第一光束的一部分不被所述第一反射面反射，
所述第二光束的一部分不被所述第二反射面反射。
[附录3]
一种光源装置，包括：
第一光源和第二光源；以及
第一光学系统，将所述第一光源的光源像和所述第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域，
所述第一光学系统包括反射元件，该反射元件具有：第一反射面，将来自所述第一光源的第一光束朝向所述成像面进行反射；第二反射面，将来自所述第二光源的第二光束朝向所述成像面进行反射，
所述第一光束的一部分不被所述第一反射面反射，
所述第二光束的一部分不被所述第二反射面反射。
[附录4]
如附录1至3中的任一附录所述的光源装置，其中，
所述光源装置还包括：
第二光学系统，来自合成光源的光束入射到所述第二光学系统，所述合成光源由所述第一光源的成像于所述成像面的光源像和所述第二光源的成像于所述成像面的光源像构成；以及
以及积分器，具备入射面，并形成均匀的面光源，来自所述第二光学系统的光束入射到所述入射面。
[附录5]
如附录4所述的光源装置，其中，
所述第二光学系统将所述合成光源的光源像成像于所述入射面。
[附录6]
如附录5所述的光源装置，其中，
所述积分器为柱状的导光部。
[附录7]
如附录4所述的光源装置，其中，
所述积分器包括第一透镜和第二透镜，
所述第二光学系统及所述第一透镜将所述合成光源的光源像成像于所述第二透镜及其附近。
[附录8]
如附录1至7中的任一附录所述的光源装置，其中，
所述第一光学系统还包括：
第一光源的光学系统，将来自所述第一光源的光束引导到所述第一反射面；以及
第二光源的光学系统，将来自所述第二光源的光束引导到所述第二反射面，
所述第一光源的光学系统的出射侧的光轴与所述第二光源的光学系统的出射侧的光轴形成为同轴，
所述第一反射面与所述第二反射面成直角。
[附录9]
如附录8所述的光源装置，其中，
所述第一光源的光学系统和所述第二光源的光学系统均为两侧远心光学系统。
[附录10]
如附录1至9中的任一附录所述的光源装置，其中，
所述反射元件由具有相互成直角的第一面和第二面的棱镜构成，所述第一面和所述第二面分别构成所述第一反射面和所述第二反射面。
[附录11]
如附录1至10中的任一附录所述的光源装置，其中，
所述第一光源和所述第二光源分别包括：
激发光源，射出激发光；以及
荧光部，具备被所述激发光激发而发出荧光的荧光体。
[附录12]
如附录11所述的光源装置，其中，
所述荧光体发出绿色的荧光。
[附录13]
如附录1至12中的任一附录所述的光源装置，其中，
所述第一光源和所述第二光源分别具有发光颜色不同的多个光源部，
所述第一光学系统包括：
第一颜色合成部，将从所述第一光源的所述多个光源部射出的多个光束进行合成并在同一光路中射出；以及
第二颜色合成部，将从所述第二光源的所述多个光源部射出的多个光束进行合成并在同一光路中射出。
[附录14]
如附录13所述的光源装置，其中，
所述多个光源部包括射出红色光的红色光源部、射出蓝色光的蓝色光源部及射出绿色光的绿色光源部。
[附录15]
如附录14所述的光源装置，其中，
所述红光源部和所述蓝色光源部为固体光源，
所述绿色光源部包括：
激发光源，射出激发光；以及
荧光部，具备被所述激发光激发而发出绿色荧光的荧光体。
[附录16]
一种投影型显示装置，包括：
附录1至15中的任一附录所述的光源装置；
显示元件，对从所述光源装置输出的光进行调制而形成图像；以及
投影透镜，投影由所述显示元件形成的图像。
[附录17]
一种照明方法，使用第一光源和第二光源，其中，
通过反射元件的第一反射面将来自所述第一光源的第一光束朝向成像面进行反射，
通过所述反射元件的第二反射面将来自所述第二光源的第二光束朝向所述成像面进行反射，
将所述第一光源的光源像和所述第二光源的光源像成像于所述成像面的不同区域，
在从垂直于与所述第一反射面及所述第二反射面正交的面的方向观察时，作为所述第一反射面和所述第二反射面的接合部的顶角部分配置在相比入射到所述第一反射面的所述第一光束和入射到所述第二反射面的所述第二光束的最外周部分靠内侧的位置。
[附录18]
一种显示方法，包括附录17所述的照明方法，
将来自合成光源的光束入射到积分器，所述合成光源由所述第一光源的成像于所述成像面的光源像和所述第二光源的成像于所述成像面的光源像构成，
对来自所述积分器的光进行调制而形成图像，
对所形成的所述图像进行投影。
本申请要求以2017年2月3日提交的PCT/JP2017/004051为基础的优先权，并将其全部公开内容引入于此。
标号说明
50a 第一面光源
50b 第二面光源
51 第一光学系统
52a 第一两侧远心光学系统
52b 第二两侧远心光学系统
53 反射元件
53a 第一反射面
53b 第二反射面
54 假想成像面
55 第一成像面
56 第二光学系统
57、157 光学元件
57a 导光部
57b 入射面
57c 出射面
157a 第一复眼透镜
157b 第二复眼透镜

Claims (15)

1.一种光源装置，包括：
第一光源和第二光源；以及
第一光学系统，将所述第一光源的光源像和所述第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域，
所述第一光学系统包括反射元件，该反射元件具有：第一反射面，将来自所述第一光源的第一光束朝向所述成像面进行反射；第二反射面，将来自所述第二光源的第二光束朝向所述成像面进行反射，
在从垂直于与所述第一反射面及所述第二反射面正交的面的方向观察时，作为所述第一反射面和所述第二反射面的接合部的顶角部分配置在相比入射到所述第一反射面的所述第一光束和入射到所述第二反射面的第二光束的最外周部分靠内侧的位置，
所述光源装置的特征在于，还包括：
第二光学系统，来自合成光源的光束入射到所述第二光学系统，所述合成光源由所述第一光源的成像于所述成像面的光源像和所述第二光源的成像于所述成像面的光源像构成；以及
以及积分器，具备入射面，并形成均匀的面光源，来自所述第二光学系统的光束入射到所述入射面。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述第一光束的一部分不被所述第一反射面反射，
所述第二光束的一部分不被所述第二反射面反射。
3.一种光源装置，包括：
第一光源和第二光源；以及
第一光学系统，将所述第一光源的光源像和所述第二光源的光源像成像于同一成像面的不同区域，
所述第一光学系统包括反射元件，该反射元件具有：第一反射面，将来自所述第一光源的第一光束朝向所述成像面进行反射；第二反射面，将来自所述第二光源的第二光束朝向所述成像面进行反射，
所述第一光束的一部分不被所述第一反射面反射，
所述第二光束的一部分不被所述第二反射面反射，
所述光源装置的特征在于，还包括：
第二光学系统，来自合成光源的光束入射到所述第二光学系统，所述合成光源由所述第一光源的成像于所述成像面的光源像和所述第二光源的成像于所述成像面的光源像构成；以及
以及积分器，具备入射面，并形成均匀的面光源，来自所述第二光学系统的光束入射到所述入射面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光源装置，其中，
所述第二光学系统将所述合成光源的光源像成像于所述入射面。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其中，
所述积分器为柱状的导光部。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的光源装置，其中，
所述积分器包括第一透镜和第二透镜，
所述第二光学系统及所述第一透镜将所述合成光源的光源像成像于所述第二透镜及其附近。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的光源装置，其中，
所述第一光学系统还包括：
第一光源的光学系统，将来自所述第一光源的光束引导到所述第一反射面；以及
第二光源的光学系统，将来自所述第二光源的光束引导到所述第二反射面，
所述第一光源的光学系统的出射侧的光轴与所述第二光源的光学系统的出射侧的光轴形成为同轴，
所述第一反射面与所述第二反射面成直角。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其中，
所述第一光源的光学系统和所述第二光源的光学系统均为两侧远心光学系统。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的光源装置，其中，
所述反射元件由具有相互成直角的第一面和第二面的棱镜构成，所述第一面和所述第二面分别构成所述第一反射面和所述第二反射面。
10.根据权利要求1至3中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分别包括：
激发光源，射出激发光；以及
荧光部，具备被所述激发光激发而发出荧光的荧光体。
11.根据权利要求10所述的光源装置，其中，
所述荧光体发出绿色的荧光。
12.根据权利要求1至3中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分别具有发光颜色不同的多个光源部，
所述第一光学系统包括：
第一颜色合成部，将从所述第一光源的所述多个光源部射出的多个光束进行合成并在同一光路中射出；以及
第二颜色合成部，将从所述第二光源的所述多个光源部射出的多个光束进行合成并在同一光路中射出。
13.根据权利要求12所述的光源装置，其中，
所述多个光源部包括射出红色光的红色光源部、射出蓝色光的蓝色光源部及射出绿色光的绿色光源部。
14.根据权利要求13所述的光源装置，其中，
所述红色光源部和所述蓝色光源部为固体光源，
所述绿色光源部包括：
激发光源，射出激发光；以及
荧光部，具备被所述激发光激发而发出绿色荧光的荧光体。
15.一种投影型显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1至3中任一项所述的光源装置；
显示元件，对从所述光源装置输出的光进行调制而形成图像；以及
投影透镜，对由所述显示元件形成的图像进行投影。
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