一种光源装置以及投影显示装置的制作方法

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1.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：

2.一直以来，作为用于投影显示装置的光源，已知一种光源装置，将半导体激光器(激光二极管或ld)发出的蓝光(b光)作为激发光照射到荧光体上，并将从荧光体获得的黄光(y光)、红光(r光)、绿光(g光)等与半导体激光器发出的蓝光(b光)的一部分一起输出。
3.专利文献1中公开了一种光源装置，沿着轮的圆周部分预先设置发出绿光的荧光体、发出红光的荧光体、以及透射窗，一边使轮旋转，一边对圆周部分照射蓝光。该光源装置采用了使由轮的荧光体发出的绿和红的荧光与从轮的透射窗透射的蓝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光导向二向镜，通过二向镜使蓝光的光路与荧光的光路汇合。在该光源装置中，由于将蓝光与荧光以不同的光路导向二向镜，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。
4.专利文献2中公开了一种光源装置，沿着轮的圆周部分预先设置发出绿光的荧光体、发出红光的荧光体、以及镜面部，一边使轮旋转，一边从蓝激光光源(ld阵列)对轮的圆周部分照射蓝光。在该光源装置中，在蓝激光光源(ld阵列)与轮之间配置有1/4波长板以及在蓝波段具有偏光特性的二向镜。在该装置中，被构成为利用激光光源所具有的偏光特性，使经镜面部反射后的蓝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。
5.专利文献3中公开了一种光源装置，采用兼作激发光的蓝光从激光光源射向聚光器件的光轴与聚光透镜的光轴为非共轴的结构。在该光源装置中，兼作激发光的蓝光经反射镜反射后，从聚光透镜的下半部分透射并照射轮。经轮的反射面反射后的蓝光从聚光透镜的上半部分透射并被导向导光装置。即便不使用如专利文献2那样的1/4波长板，与专利文献1的光源装置相比，也能够使装置小型化。
6.专利文献4中公开了一种光源装置，与专利文献3同样，采用兼作激发光的蓝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器件配置在激光光源与荧光轮之间。虽然是将蓝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。
7.专利文献5中公开了一种光源装置，与专利文献3同样，采用兼作激发光的蓝光从激光光源射向聚光透镜的光轴与聚光透镜的光轴为非共轴的结构。在该光源装置中，从反射镜20a透射再经轮的反射面反射后的蓝光再次从反射镜20a透射之后，经三个反射镜反射，光路改变270度，蓝光的光轴被叠加重合为与荧光的光轴一致。虽然是无需使用如专利文献2那样的1/4波长板的结构，但是由于需要用于使用三个反射镜来使蓝光的光
路改变270度的空间，因此与专利文献3或专利文献4记载的装置相比，能实现小型化的效果较小。
8.专利文献6中公开了一种光源装置，与专利文献3同样，采用兼作激发光的蓝光从激光光源射向聚光透镜的光轴与聚光透镜的光轴为非共轴的结构。在该光源装置中，荧光经两个反射镜反射，光路改变180度，荧光的光轴被叠加重合为与蓝光的光轴一致。虽然是无需使用如专利文献2那样的1/4波长板的结构，但是由于需要用于使用两个反射镜来使荧光的光路改变180度的空间，因此与专利文献4记载的装置相比，能实现小型化的效果较小。
9.专利文献1：日本专利公开2010-256457号公报
10.专利文献2：日本专利公开2012-108486号公报
11.专利文献3：日本专利公开2014-75221号公报
12.专利文献4：日本专利公开2019-61237号公报
13.专利文献5：国际公开第2019/109449号
14.专利文献6：美国专利申请公开第2015/0267880号说明书
15.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偏光的蓝光在从二向镜通过之后，直至被荧光轮反射而返回到二向镜为止的过程中，从p偏光向s偏光发生偏光转换，但是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镜作为反射光而射出的偏光成分，产生蓝光的光损耗，导致投影图像的白平衡发生劣化。
16.此外，如果有在配置于荧光轮前面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，则在二向镜处作为s偏光的光而反射的光量减少，导致白平衡的降低。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。而且，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。
17.关于这一点，在专利文献3～专利文献6记载的光源装置中，对于使蓝光射出，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会发生的问题，但是有可能发生别的问题。
18.专利文献3中记载的光源装置结构简单且实现了小型化，但是从输出光在光路截面上的分布来看，荧光相对于聚光透镜的光轴对称性良好地分布，与此相对，用于显示的蓝光仅分布于聚光透镜的单侧这一半的部分。因此，入射至导光装置(光通道)后，两者的指向性变为不同，在对光调制面板进行照明时，使画面内产生颜深浅不均(斑)。此外，还可能产生在位于聚光透镜光轴附近的二向镜的端部，丢失一部分输出光或者光路被扰乱的问题。
19.在专利文献4记载的光源装置中，成为使经荧光轮反射后的蓝光在由分器件分离为两个光束之后入射至聚光器件的结构。但是，由于蓝光的两个光束与荧光并不同轴，因此难以使两者的强度分布等同，从而成为产生颜深浅不均的主要原因。
20.而且，就生产率及成本而言，难以简单地制造出分器件。例如，在以将分部与
分光(光分割)部相邻地粘结的方式来制作分器件时，如果不以极高的精度进行粘结，就会引起光损耗，而现实中难以通过常规的粘合技术来达到该精度。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部与分光部这两个区域。
21.在专利文献5记载的光源装置中，由于经轮的反射面反射后的蓝光经三个反射镜反射，光路改变270度，蓝光的光轴被叠加重合为与荧光的光轴一致，因此颜深浅不均的产生得到抑制，但是由于需要采用了三个反射镜的光路空间，因此装置的小型化并不充分。
22.在专利文献6记载的光源装置中，由于荧光经两个反射镜反射，光路改变180度，荧光的光轴被叠加重合为与蓝光的光轴一致，因此颜深浅不均的产生得到抑制，但是由于需要采用了两个反射镜的光路空间，因此装置的小型化并不充分。
23.因此，在将荧光与半导体激光器发出的蓝光之中未作为激发光使用的一部分作为照明光输出的光源装置中，寻求一种装置不会被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光作为激发光照射到荧光体而得到的。与此同时，寻求一种即便不使用由石英玻璃等制成的价格高昂的聚光透镜，也在平衡的面内均匀性上优异且光利用效率高的光源装置。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。

技术实现要素：

24.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，输出既定波长区域的光；第一二向镜，具备反射所述既定波长区域的光而使荧光透射的特性，且被配置在所述激光光源的光轴上；第一聚光光学系统；能够旋转的荧光轮，具备荧光区域和反射区域，当被所述既定波长区域的光照射时，所述荧光区域发出所述荧光，所述反射区域反射所述既定波长区域的光；第二二向镜，具备使所述既定波长区域的光透射而反射所述荧光的特性；反射器件，具备使所述既定波长区域的光反射的特性，且被配置为使反射后的所述既定波长区域的光的光轴与经所述第二二向镜反射后的所述荧光的光轴重合；第二聚光光学系统；以及光颜选择轮，能够与所述荧光轮同步旋转，且具备滤片和扩散部，所述第一二向镜被配置为，使所述激光光源发出的所述既定波长区域的光朝向所述第一聚光光学系统的一部分而反射，经所述第一二向镜反射后的所述既定波长区域的光被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光到所述荧光轮的所述荧光区域或所述反射区域，所述荧光区域发出的所述荧光的一部分被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光，从所述第一二向镜透射而入射至所述第二二向镜，所述荧光区域发出的所述荧光的另一部分被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光而入射至所述第二二向镜，经所述反射区域反射后的所述既定波长区域的光被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光而入射至所述第二二向镜，入射至所述第二二向镜的所述荧光的一部分和所述荧光的另一部分向既定方向被反射，入射至所述第二二向镜的所述既定波长区域的光透射而入射至所述反射器件，被所述反射器件向所述既定方向反射而入射至所述第二二向镜，并再次从所述第二二向镜透射，经所述第二二向镜反射后的所述荧光以及再次从所述第二二向镜透射的所述既定波长区域的光被所述第二聚光光
学系统朝向所述光颜选择轮聚光，所述光颜选择轮通过所述滤片过滤所述荧光，且通过所述扩散部使所述既定波长区域的光扩散，以进行输出。
25.本发明的第二方式是一种光源装置，其特征在于，具备：第一激光光源，输出第一波长区域的光；第二激光光源，输出第二波长区域的光；第一二向镜，具有使所述第一波长区域的光透射而反射所述第二波长区域的光的特性，一个光学面被配置在所述第一激光光源的光轴上，另一个光学面被配置在所述第二激光光源的光轴上；第二二向镜，具有使所述第一波长区域的光和荧光透射而反射所述第二波长区域的光的特性，且在所述第一激光光源的光轴上被配置在所述第一二向镜的前方；第三二向镜，具有反射所述第一波长区域的光而使所述荧光透射的特性，且在所述第一激光光源的光轴上被配置在所述第二二向镜的前方；第一聚光光学系统；能够旋转的荧光轮，具备荧光区域和反射区域，当被所述第一波长区域的光照射时，所述荧光区域发出所述荧光，所述反射区域反射所述第一波长区域的光；第四二向镜，具备使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光透射而使所述荧光反射的特性；反射器件，具备使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光反射的特性，且被配置为使反射后的所述第一波长区域的光的光轴及反射后的所述第二波长区域的光的光轴与经所述第四二向镜反射后的所述荧光的光轴重合；第二聚光光学系统；以及光颜选择轮，能够与所述荧光轮同步旋转，且具备滤片和扩散部，所述第一二向镜被配置为，使所述第一激光光源发出的所述第一波长区域的光朝向所述第二二向镜透射，且使所述第二激光光源发出的所述第二波长区域的光朝向所述第二二向镜反射，所述第一激光光源发出的所述第一波长区域的光从所述第一二向镜和所述第二二向镜按此顺序透射之后，被所述第三二向镜朝向所述第一聚光光学系统的一部分而反射，并被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光到所述荧光轮的所述荧光区域或所述反射区域，所述荧光区域发出的所述荧光的一部分被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光，从所述第三二向镜透射而入射至所述第四二向镜，所述荧光区域发出的所述荧光的另一部分被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光，从所述第二二向镜透射而入射至所述第四二向镜，入射至所述第四二向镜的所述荧光的所述一部分和所述另一部分被所述第四二向镜向既定方向反射，经所述反射区域反射后的所述第一波长区域的光被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光，从所述第二二向镜和所述第四二向镜按此顺序透射之后，被所述反射器件向所述既定方向反射，并再次从所述第四二向镜透射，所述第二激光光源发出的所述第二波长区域的光依次被所述第一二向镜和所述第二二向镜反射，并从所述第四二向镜透射之后，被所述反射器件向所述既定方向反射，并再次从所述第四二向镜透射，经所述第四二向镜反射后的所述荧光以及再次从所述第四二向镜透射的所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光被所述第二聚光光学系统朝向所述光颜选择轮聚光，所述光颜选择轮通过所述滤片过滤所述荧光，且通过所述扩散部使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光扩散，以进行输出。
26.本发明的第三方式是一种光源装置，其特征在于，具备：激光光源，输出第一波长区域的光和第二波长区域的光；准直光学系统，缩小所述激光光源的输出光的光束直径；第二二向镜，具有使所述第一波长区域的光和荧光透射而反射所述第二波长区域的光的特性，且在所述激光光源的光轴上被配置在所述准直光学系统的前方；第三二向镜，具有反
射所述第一波长区域的光而使所述荧光透射的特性，且在所述激光光源的光轴上被配置在所述第二二向镜的前方；第一聚光光学系统；能够旋转的荧光轮，具备荧光区域和反射区域，当被所述第一波长区域的光照射时，所述荧光区域发出所述荧光，所述反射区域反射所述第一波长区域的光；第四二向镜，具备使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光透射而使所述荧光反射的特性；反射器件，具备使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光反射的特性，且被配置为使反射后的所述第一波长区域的光的光轴及反射后的所述第二波长区域的光的光轴与经所述第四二向镜反射后的所述荧光的光轴重合；第二聚光光学系统；以及光颜选择轮，能够与所述荧光轮同步旋转，且具备滤片和扩散部，所述第二二向镜被配置为，使所述激光光源发出的所述第二波长区域的光朝向所述第四二向镜反射，所述激光光源发出的所述第一波长区域的光从所述第二二向镜透射之后，被所述第三二向镜朝向所述第一聚光光学系统的一部分而反射，并被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光到所述荧光轮的所述荧光区域或所述反射区域，所述荧光区域发出的所述荧光的一部分被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光，从所述第三二向镜透射而入射至所述第四二向镜，所述荧光区域发出的所述荧光的另一部分被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光，从所述第二二向镜透射而入射至所述第四二向镜，入射至所述第四二向镜的所述荧光的所述一部分和所述荧光的所述另一部分被所述第四二向镜向既定方向反射，经所述反射区域反射后的所述第一波长区域的光被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光，从所述第二二向镜和所述第四二向镜按此顺序透射之后，被所述反射器件向所述既定方向反射，并再次从所述第四二向镜透射，所述激光光源发出的所述第二波长区域的光被所述第二二向镜反射，并从所述第四二向镜透射之后，被所述反射器件向所述既定方向反射，并再次从所述第四二向镜透射，经所述第四二向镜反射后的所述荧光以及再次从所述第四二向镜透射的所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光被所述第二聚光光学系统朝向所述光颜选择轮聚光，所述光颜选择轮通过所述滤片过滤所述荧光，且通过所述扩散部使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光扩散，以进行输出。
27.根据本发明，在将荧光与半导体激光器发出的蓝光之中未作为激发光使用的一部分作为照明光而输出的光源装置中，能够防止装置被过度大型化，其中荧光是将半导体激光器发出的蓝光作为激发光照射到荧光体而得到的。与此同时，即便不使用由石英玻璃等制成的价格高昂的聚光透镜，也能够实现在平衡的面内均匀性上优异且光利用效率高的光源装置。进而，能够实现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。
附图说明
28.图1的(a)是示出实施方式1所涉及的光源装置100的光学系统的概要结构的图；图1的(b)是示出激光光源101b中的蓝半导体激光器和准直透镜的配置的图。
29.图2的(a)是用于对实施方式1中的蓝光的行进路线进行说明的图；图2的(b)是用于对实施方式1中荧光体发出的荧光的行进路线进行说明的图。
30.图3的(a)是在实施方式1中使用的荧光轮120a的主视图；图3的(b)是在实施方式1中使用的光颜选择轮130a的主视图。
31.图4的(a)是示出在实施方式1中从激光光源101b输出的光的发光光谱的图；图4的(b)是示出荧光体的发光特性的图。
32.图5的(a)是示出实施方式1中的第一二向镜201a的光学特性的图；图5的(b)是示出实施方式1中的第二二向镜202a的光学特性的图。
33.图6的(a)是示出在实施方式1中光线在第一聚光透镜系统105内通过的范围的图；图6的(b)是示出在实施方式1中光线在第二聚光透镜系统109内通过的范围的图。
34.图7的(a)是示出在实施方式1中蓝光束经由光颜选择轮130a入射至光通道140并传播的状态的图；图7的(b)是示出在实施方式1中荧光经由光颜选择轮130a入射至光通道140并传播的状态的图。
35.图8的(a)是示出在实施方式1中对光颜选择轮130a的扩散部赋予的扩散功能与光利用率之间的关系的图；图8的(b)是示出经扩散部扩散的蓝光的强度分布的图。
36.图9是示出实施方式2所涉及的光源装置200的光学系统的概要结构的图。
37.图10的(a)是示出在实施方式1中使用的第一二向镜201a的典型图；图10的(b)是示出在实施方式2中使用的第一二向镜201b的典型图。
38.图11的(a)是示出实施方式3所涉及的光源装置300的光学系统的概要结构的图；图11的(b)是用于对实施方式3中的蓝光的行进路线进行说明的图。
39.图12的(a)是示出实施方式4所涉及的光源装置400的光学系统的概要结构的图；图12的(b)是示出激光光源101b中的蓝半导体激光器和准直透镜的配置的图；图12的(c)是示出激光光源101r中的红半导体激光器和准直透镜的配置的图。
40.图13的(a)是在实施方式4中使用的荧光轮120b的主视图；图13的(b)是在实施方式4中使用的光颜选择轮130b的主视图。
41.图14的(a)是示出在实施方式4中使用的二向镜401和二向镜402的特性的图；图14的(b)是示出在实施方式4中使用的二向镜403的特性的图。
42.图15是示出在实施方式4中使用的二向镜404的特性的图。
43.图16的(a)是示出实施方式5所涉及的光源装置500的光学系统的概要结构的图；图16的(b)是示出激光光源501中的蓝半导体激光器和准直透镜、红半导体激光器和准直透镜的配置的图。
44.图17是示出实施方式6所涉及的投影显示装置1000的光学系统的概要结构的图。
45.附图标记说明
46.100光源装置
47.101b、101r激光光源
48.102蓝半导体激光器
49.102r红半导体激光器
50.103准直透镜
51.104准直透镜系统
52.105第一聚光透镜系统
53.105a、105b凸透镜
54.109第二聚光透镜系统
55.120a、120b荧光轮
56.130a、130b光颜选择轮
57.140光通道
58.150照明透镜组
59.160光调制器件
60.171棱镜
61.172棱镜
62.180投影镜头
63.190投影屏幕
64.200光源装置
65.201a、201b第一二向镜
66.202a第二二向镜
67.211、211b反射器件
68.300光源装置
69.400光源装置
70.401第一二向镜
71.402第二二向镜
72.403第三二向镜
73.404第四二向镜
74.405反射器件
75.500光源装置
76.501激光光源
77.502凸透镜
78.503凹透镜
79.504准直光学系统
80.1000投影显示装置
81.ph荧光区域
82.rl反射区域
具体实施方式
83.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。
84.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。
85.此外，在以下的说明中，例如，当记为正x方向时，指向与图示的坐标系中的x轴箭头所指的方向相同的方向，当记为负x方向时，指向与图示的坐标系中的x轴箭头所指的方向成180度而相反的方向。此外，当仅记为x方向时，是指其为与x轴平行的方向，而不论与图示的x轴箭头所指的方向是否相同。这同样适用于x之外的方向。
86.[实施方式1]
[0087]
图1的(a)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器件的机械结构、机箱、电气布线等。
[0088]
(光源装置的结构)
[0089]
光源装置100具备激光光源101b、准直透镜系统104、第一二向镜201a、由凸透镜105a和凸透镜105b构成的第一聚光透镜系统105(第一聚光光学系统)、能够旋转的荧光轮120a、第二二向镜202a、反射器件211、第二聚光透镜系统109(第二聚光光学系统)、能够旋转的光颜选择轮130a、以及光通道140。
[0090]
激光光源101b例如采用中心波长在455nm附近振荡的蓝半导体激光器102。在图4的(a)中例示出从激光光源101b输出的光的发光光谱。另外，作为激光光源101b，也可以采用中心波长在455nm之外的半导体激光器。
[0091]
在每个蓝半导体激光器102中设置有准直透镜103。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103，从而能够抑制光束的扩展，使大致平行的光束从激光光源101b射出。其中，准直透镜103与安装蓝半导体激光器102的封装可以为一体式，也可以设为分体。当设为分体时，可以紧接在多个蓝半导体激光器102的后面独立地配置透镜阵列来构成光源模组。
[0092]
如图1的(b)所示，在激光光源101b中，蓝半导体激光器102与准直透镜103的配对在xy面内被配置为阵列状，向正z方向射出蓝光束。在图1的(b)中，示例出2
×
2的阵列，但配对的配置方法并不限于此例，纵横排列的配对的数量可以适当变更。
[0093]
激光光源101b发出的光束经准直透镜系统104(准直光学系统)使其光束直径被调整为d1。准直透镜系统104在图中被典型地示出，其例如可以由凸透镜与凹透镜的组合来构成。如后所述，激光光源101b的输出光被作为用于激发荧光体的激发光以及用于显示的蓝光(b)来使用。激发光的光束直径根据所使用的蓝半导体激光器102的排列数量而被适当设定，与之相应地，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被适当设计。
[0094]
在图1的(a)中，将准直透镜系统104的光轴表示为光轴ox1。准直透镜系统104的光轴ox1被设定为，相对于激光光源101b发出的整个光束的截面垂直且从中心通过。另外，如果激光光源101b能够输出直径为d1且大致平行的光束，则不一定需要设置准直透镜系统104。在该情况下，将相对于激光光源101b发出的整个光束的截面垂直且从中心通过的轴定义为光轴ox1。
[0095]
在光轴ox1上，相对于光轴ox1倾斜45度而配置有第一二向镜201a。在图5的(a)中以实线示出第一二向镜201a的光学特性。为参考起见，在该图中以虚线示出波长在445nm附近的蓝光(b光)，但是第一二向镜201a具有反射蓝光(b光)而对于绿光(g光)或红光(r光)或者包含这两种光的黄光(y光)则透射的光学特性。具有这种特性的第一二向镜201a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。
[0096]
激光光源101b的输出光被第一二向镜201a反射，在其光路上，设置有由凸透镜105a和凸透镜105b构成的第一聚光透镜系统105(第一聚光光学系统)。第一聚光透镜系统105能够使激光光源101b的输出光聚光到荧光轮120a上。在图1的示例中，由两枚凸透镜105a、105b构成第一聚光透镜系统105，但第一聚光透镜系统105的结构并不限于该例，也可以由一个或三个以上的透镜构成。此外，透镜的形状、材质等也可被适当选择。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。
[0097]
在本实施方式中，光轴ox1与第一聚光透镜系统105的光轴ox2彼此正交。而且，各光学元器件被配置为，使得激光光源101b的输出光在经第一二向镜201a反射后射向荧光轮120a时，在构成第一聚光透镜系统105的凸透镜105a、凸透镜105b的右半部分(z方向正侧的那一半)的区域内通过。即，经第一二向镜201a反射后的蓝光被第一聚光透镜系统105的一部分聚光。
[0098]
在第一聚光透镜系统105的聚光位置，配置有荧光轮120a。在图3的(a)中示出荧光轮120a的主视图。荧光轮120a虽以圆板状的玻璃板或金属板为基体，但在其圆周附近的表面上设置有荧光区域ph和反射区域rl。荧光区域ph上包覆有荧光体，当被激发光(激光光源101b的输出光)照射时，根据荧光体的种类而发出红(r)或绿(g)或黄(y)的荧光。反射区域rl是用于将激光光源101b的输出光反射的区域，未涂布荧光体。反射区域rl优选预先进行镜面加工以高效率地反射蓝激光。
[0099]
荧光轮120a的基材适合采用热导率高的金属，为了提高空气冷却效率，也有在基材上设置凹凸部或空孔的情况。荧光轮120a与电机连接，电机以旋转轴c1为中心进行旋转，从而使被聚光到荧光轮120a上的蓝光依次照射反射区域rl和荧光区域ph。在图3的(a)的示例中，荧光区域ph上分涂布有g用荧光体、r用荧光体、y用荧光体，并不是必须用这三种颜的荧光体进行分涂布，而是可以根据光源装置100的规格而适当地改变材料或分涂布方法。
[0100]
在图4的(b)中示例出荧光体的发光光谱。分别地，虚线31示出g用荧光体的发光光谱，单点划线32示出y用荧光体的发光光谱，实线33示出r用荧光体的发光光谱。在各曲线中，在与作为激发光的蓝光的波长相对应的位置处也存在峰值，但这并非源自荧光体的发光，而是表示蓝光的一部分被荧光体散射而未被用于激发。另外，图4的(b)是举例说明，在实施方式中使用的荧光体并不限于此种发光特性的材料。
[0101]
回到图1的(a)，中间隔着第一聚光透镜系统105，在荧光轮120a的相反侧，相对于光轴ox2倾斜45度而配置有第二二向镜202a。在图5的(b)中以实线示出第二二向镜202a的光学特性。为参考起见，在该图中以虚线示出波长在445nm附近的蓝光(b光)，但是第二二向镜202a具有透射蓝光(b光)而对于绿光(g光)或红光(r光)或者包含这两种光的黄光(y光)则反射的光学特性。即，第二二向镜202a具有透射激光光源101b的输出光而反射荧光轮120a发出的荧光的光学特性。具有这种特性的第二二向镜202a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。
[0102]
沿着第一聚光透镜系统105的光轴ox2观察，在第二二向镜202a的更前面，与第二二向镜202a平行地配置有反射器件211。反射器件211是反射蓝(b)光的反射镜。反射器件211优选针对蓝(b)光具有95％以上的反射率，例如可以通过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蒸镀等在反射镜基板上形成反射膜。反射器件211被设置为，使反射后的蓝光光束的中心(光轴)与经第二二向镜202a反射后的荧光光束的中心(光轴)重合。
[0103]
经反射器件211反射后的蓝(b)光再次从第二二向镜202a通过而向正z方向前进，在其前进路线上，设置有第二聚光透镜系统109(第二聚光光学系统)。第二聚光透镜
系统109被配置为，其光轴ox3与蓝(b)光束的中心轴及荧光光束的中心轴一致。第二聚光透镜系统109被设定为既定的na，以便与后述的显示装置的投影镜头180(图17)的f值相符合，其将蓝(b)光和荧光朝向光通道140的入射口聚光。第二聚光透镜系统109在图中典型地表示为单一的凸透镜，但实际上并不限于单透镜，也可以组合多个透镜来构成。
[0104]
在第二聚光透镜系统109与光通道140之间，配置有光颜选择轮130a。光颜选择轮130a与电机相连接，电机以旋转轴c2为中心进行旋转，从而使光颜选择轮130a旋转。对每个电机进行控制，以使光颜选择轮130a与荧光轮120a同步地进行旋转。
[0105]
在图3的(b)中示出光颜选择轮130a的主视图。在光颜选择轮130a上，设置有滤片部和扩散部。
[0106]
在滤片部中设置有用于从荧光中去除不需要的光谱成分的光学滤片，例如，在r用滤片部中设置有用于从荧光轮120a的r用荧光体区域所发出的荧光中去除不需要的光谱成分而提高红的纯度的光学滤片。同样地，在g用滤片部中设置有用于从荧光轮120a的g用荧光体区域所发出的荧光中去除不需要的光谱成分而提高绿的纯度的光学滤片，在y用滤片部中设置有用于从荧光轮120a的y用荧光体区域所发出的荧光中去除不需要的光谱成分而提高黄的纯度的光学滤片。另外，滤片部并不具有使透射的荧光扩散的作用。
[0107]
此外，b用扩散部设置有用于使蓝光的光束适当扩散的扩散面。关于扩散部的作用效果，将在后面详细描述。
[0108]
(光源装置的运转)
[0109]
下面对具有上述结构的光源装置100的运转进行说明。
[0110]
(蓝光的输出运转)
[0111]
首先，对从激光光源101b输出蓝光(b光)，蓝光(b光)照射荧光轮120a的反射区域rl的时段的装置运转进行说明。
[0112]
图2的(a)是用于对从激光光源101b输出的蓝光(b光)的行进路线进行说明的图。图2的(a)示出了在照射荧光轮120a的反射区域rl的时段从激光光源101b输出的蓝光(b光)作为用于图像显示的蓝光(b光)成分而被输入至光通道140的状态。另外，如后面参考图2的(b)所说明的那样，在照射荧光轮120a的荧光区域ph的时段从激光光源101b输出的蓝光(b光)作为用于激发荧光体的激发光来发挥作用。
[0113]
首先，在激光光源101b中，从每个蓝半导体激光器102输出的蓝的激光束被准直透镜103准直化为大致平行。由于激光束之间彼此空出间隔而平行地行进，因此严格来说也可以称为空间离散的激光束，但由于每个蓝半导体激光器102被配置得极为靠近，因此也可以将激光束统一视为一个光束来对待。即，激光光源101b可以被视为发出一个蓝光束的光源。
[0114]
该蓝光束经准直透镜系统104使其光束直径被调整为d1，并沿着光轴ox1前进。从准直透镜系统104通过的蓝光束入射至第一二向镜201a，但由于第一二向镜201a如前所述具有图5的(a)所示的特性，因此蓝光束被反射而射向第一聚光透镜系统105，光路偏转90度。
[0115]
若将经第一二向镜201a反射后的蓝光束(b光)设为bin，则蓝光束bin经
受第一聚光透镜系统105(凸透镜105a、凸透镜105b)的聚光作用而被聚光到荧光轮120a上的反射区域rl。
[0116]
在本实施方式中，将第一聚光透镜系统105的光轴ox2与蓝光束bin的光轴设为非共轴，即光轴之间相偏移的结构。这是为了能够使经荧光轮120a的反射区域rl反射后的蓝光作为用于图像显示的蓝光(b光)而无损射出。另外，反射区域rl被设置为，使相对于反射面的法线与聚光透镜系统105的光轴ox2平行。
[0117]
在图6的(a)中示出光线在第一聚光透镜系统105内通过的范围。如图2的(a)和图6的(a)所示，朝向荧光轮120a行进的蓝光束bin在第一聚光透镜系统105的右半部分区域、即聚光透镜系统105的光轴ox2的正z方向侧的区域(聚光透镜的一部分)通过。
[0118]
另一方面，若将经荧光轮120a的反射区域rl反射后的蓝光束(b光)设为bout，则蓝光束bout不会在与蓝光束bin相同的路线上逆行而通过第一聚光透镜系统105的右半部分区域。如图2的(a)和图6的(a)所示，蓝光束bout在第一聚光透镜系统105的左半部分区域、即第一聚光透镜系统105的光轴ox2的负z方向侧的区域(与蓝光束bin通过的那一部分不同的部分)通过。
[0119]
蓝光束bout在通过第一聚光透镜系统105被复原为与蓝光束bin相同的光束直径d1之后，向正x方向前进而入射至第二二向镜202a。由于第二二向镜202a如前所述具有图5的(b)所示的光学特性，因此蓝光束bout从第二二向镜202a透射而入射至反射器件211。
[0120]
如前所述，反射器件211是具备反射蓝光的光学特性的反射镜，其被配置为与第二二向镜202a平行，且被设置在使反射后的蓝光束的中心(光轴)与经第二二向镜202a反射后的荧光光束的中心(光轴)相重合的位置处。
[0121]
经反射器件211反射后的蓝光束再次从第二二向镜202a透射而向正z方向前进，在其前进路线上，设置有第二聚光透镜系统109(第二聚光光学系统)。第二聚光透镜系统109被配置为，其光轴ox3与蓝光束的中心一致。
[0122]
图6的(b)是示出第二聚光透镜系统109中光束所入射的部分的典型图。蓝光束bout的光束直径为d1，光束的中心轴与第二聚光透镜系统109的光轴ox3一致。
[0123]
第二聚光透镜系统109被设定为既定的na，以便与后述的显示装置的投影镜头180(图17)的f值相符合。光束直径为d1的蓝光束bout被第二聚光透镜系统109朝向光通道140的入射口聚光。
[0124]
关于荧光轮120a的荧光区域ph发出的荧光的光路，将在后面描述，如图6的(b)所示，入射至第二聚光透镜系统109的蓝光束bout与由虚线所示的荧光光束为同轴，但若比较光束直径，则蓝光束bout与荧光相比直径较小。荧光轮120a的荧光区域ph发出的荧光为朗伯发光，这是由于与经反射区域rl反射后的蓝光相比，从荧光区域ph以更大的角度范围射出荧光。
[0125]
照这样的话，由于入射至第二聚光透镜系统109时的光束直径的不同，蓝光束bout入射至光通道140的入射口时的入射角度分布(会聚角)与经第二聚光透镜系统109聚光后的荧光入射至光通道140的入射口时的入射角度分布(会聚角)可能会产生差异。如果入射角度分布(会聚角)产生差异，则在从光通道140的出出时，蓝光与荧光的出射角度分布(扩展)会产生差异，在作为投影显示装置的照明光来使用时，可能会成为使显示画
面内产生颜深浅不均的原因。
[0126]
因此，在本发明中，在荧光轮120a与光通道140的入射口之间设置使蓝光束bout扩散但不使荧光扩散的光学单元，从而减少了入射至光通道140的入射口时入射角度分布(会聚角度)的不同，抑制了颜深浅不均的产生。在实施方式1中，将该功能赋予在第二聚光透镜系统109与光通道140的入射口之间配置的光颜选择轮130a。
[0127]
图7的(a)示出蓝光束经由光颜选择轮130a入射至光通道140并传播的状态，图7的(b)示出荧光经由光颜选择轮130a入射至光通道140并传播的状态。从这些图中明显可知，经第二聚光透镜系统109聚光后的蓝光在射向光颜选择轮130a时的会聚角αin(蓝)小于经第二聚光透镜系统109聚光后的荧光在射向光颜选择轮130a时的会聚角αin(荧光)。但是，如参考图3的(b)所说明的那样，在本实施方式的光颜选择轮130a中，在蓝光透射的部分设置有使光束适当扩散的扩散部，在荧光透射的部分设置有进行过滤以去除不需要的光谱成分但不具有扩散作用的滤片部。因此，蓝光束如图7的(a)所示被扩散部扩散而入射至光通道140，另一方面，荧光如图7的(b)所示入射至光通道140而未经受扩散作用。其结果是，相比于会聚角αin(蓝)与会聚角αin(荧光)的差异，可以缩小蓝光从光通道140射出时的扩展角αout(蓝)与荧光射出时的扩展角αout(荧光)的差异。
[0128]
在图8的(a)中示出对扩散部赋予的扩散功能与光利用率之间的关系。经扩散部扩散后的蓝光的强度分布如图8的(b)所示为高斯分布，但如果过于设大扩散功能，则控制设定角1/e2外侧的光不能有效入射至光通道140，光损耗增大，因此如图8的(a)所示，光利用率降低。因此，考虑显示画面内颜深浅不均的抑制效果与确保蓝光的光利用率之间的平衡来适当地设定扩散部的扩散功能。
[0129]
(荧光的输出运转)
[0130]
接着，对光源装置100输出荧光时的运转进行说明。即，对从激光光源101b输出蓝光(b光)，蓝光(b光)照射荧光轮120a的荧光区域ph的时段的装置运转进行说明。
[0131]
图2的(b)是用于对从荧光轮120a输出的荧光的行进路线进行说明的图，其示出了在荧光区域ph发出的荧光作为用于图像显示的照明光被输入至光通道140的状态。荧光的光谱根据是荧光区域ph之中g用荧光体区域、y用荧光体区域、r用荧光体区域中的哪一个发光的时段而不同，但在图2的(b)中由虚线所示的光路是每种颜共同的。另外，作为激发光的蓝光从激光光源101b到达荧光轮120a为止的动作由于与在蓝光的输出运转的说明中参考图2的(a)所描述的内容相同，因而在此省略说明。在图2的(b)中，以实线仅示出了蓝光从激光光源101b到第一二向镜201a为止的路线。
[0132]
在图2的(b)中，以虚线典型地示出了从荧光区域ph发出的荧光的光路，荧光由于是朗伯发光，因此从荧光区域ph以大角度范围朝向第一聚光透镜系统105的整体射出。即，如图6的(a)中由虚线所示，荧光在第一聚光透镜系统105的大致整个区域通过。经第一聚光透镜系统105聚光后的荧光成为向正x方向前进的平行光束，但在第一聚光透镜系统105的光轴ox2的右侧(正z方向侧)部分通过的光束入射至第一二向镜201a。由于第一二向镜201a如图5的(a)所示具备使绿(g)、红(r)、黄(y)中每种颜的光都透射的光学特性，因此荧光从第一二向镜201a透射而入射至第二二向镜202a。另一方面，在荧光之
中，在第一聚光透镜系统105的光轴ox2的左侧(负z方向侧)部分通过的光束则会直接入射至第二二向镜202a。
[0133]
由于第二二向镜202a如图5的(b)所示具备使绿(g)、红(r)、黄(y)中每种颜的荧光都反射的光学特性，因此荧光的行进方向偏转90度并朝向第二聚光透镜系统109而向正z方向前进。
[0134]
如图6的(b)所示，入射至第二聚光透镜系统109的荧光与蓝光束bout同轴(同心)，但与蓝光束bout相比，光束直径更大。第二聚光透镜系统109如前所述被设定为既定的na，以便与显示装置的投影镜头180的f值相符合，荧光朝向光通道140的入射口被聚光。
[0135]
图7的(b)示出了荧光经由光颜选择轮130a入射至光通道140并传播的状态。本实施方式的光颜选择轮130a在荧光透射的部分设置有去除不需要的光谱成分但不具有扩散作用的滤片部。因此，荧光入射至光通道140而不经受扩散作用。如已经说明的那样，在本实施方式中，蓝光从光通道140射出时的扩展角αout(蓝)与荧光射出时的扩展角αout(荧光)的差异缩小，因此能够抑制作为投影显示装置的照明光来使用时的面内颜深浅不均。
[0136]
根据本实施方式，在将荧光与半导体激光器发出的蓝光之中未作为激发光使用的一部分作为照明光而输出的光源装置中，通过将光束直径(d1)较小的蓝光的光路交叉配置在第一聚光透镜105与第二二向镜202a之间，从而能够防止装置过度大型化，其中荧光是将半导体激光器发出的蓝光作为激发光照射到荧光体而得到的。而且，本实施方式由于不进行使用1/4波长板等的偏光控制，因此即便不使用由石英玻璃等制成的价格高昂的聚光透镜，也能够实现平衡的面内均匀性优异且光利用效率高的光源装置。
[0137]
[实施方式2]
[0138]
图9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器件的机械结构、机箱、电气布线等。
[0139]
实施方式2对实施方式1的一部分进行了变形，对于与实施方式1的说明共同的事项，简化或省略记载。
[0140]
(光源装置的结构)
[0141]
本实施方式的光源装置200与实施方式1同样具备激光光源101b、准直透镜系统104、由凸透镜105a和凸透镜105b构成的第一聚光透镜系统105(第一聚光光学系统)、荧光轮120a、第二二向镜202a、反射器件211、第二聚光透镜系统109(第二聚光光学系统)、光颜选择轮130a以及光通道140。此外，本实施方式的光源装置200在与实施方式1中配置有第一二向镜201a的位置相同的位置处，具备第一二向镜201b。实施方式2的第一二向镜201b与实施方式1的第一二向镜201a同样具有图5的(a)所示的光学特性，但位于荧光光路中的边缘部分(端部)的形状与实施方式1的第一二向镜201a不同。
[0142]
下面参考图10的(a)和图10的(b)对实施方式1与实施方式2的差异进行说明。图10的(a)是示出在实施方式1中使用的第一二向镜201a的典型图，图10的(b)是示出在实施方式2中使用的第一二向镜201b的典型图。
[0143]
如图10的(a)所示，在实施方式1中使用的第一二向镜201a是设置为侧面sa相对于主面(光学面)大致垂直的板状部件。一般而言，在这样的板材的侧面难以设置与主面同样的均质的光学面，因此对侧面sa未施加光学处理。如图10的(a)所示，从第一聚光透镜系
统105侧的主面(光学面)入射至第一二向镜201a内的荧光之中的大部分能够穿过第二二向镜202a侧的主面(光学面)而向正x方向前进。但是，在第一聚光透镜系统105的光轴ox2的附近入射至第一二向镜201a的荧光则到达未施加光学处理的侧面sa。荧光无法穿过未施加光学处理的侧面sa而向正x方向前进，从而产生不能作为照明光来使用的损耗。
[0144]
因此，在实施方式2中，如图10的(b)所示，设法调整第一二向镜201b的侧面sb的形状(方向)以减少到达侧面sb的荧光，从而抑制了荧光的损耗。即，设为使第一二向镜201b的侧面sb与第一聚光透镜系统105的光轴ox2平行的结构。具体而言，使第一聚光透镜系统105侧的主面(光学面)与侧面sb所形成的角为钝角(例如135度)，使第二二向镜202a侧的主面(光学面)与侧面sb所形成的角为锐角(例如45度)。
[0145]
根据本实施方式，除了能够获得与实施方式1同样的效果之外，由于抑制了第一二向镜的侧面的损耗，因此还能够进一步提高荧光的利用效率与平衡的面内均匀性。
[0146]
[实施方式3]
[0147]
图11的(a)是示出实施方式3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器件的机械结构、机箱、电气布线等。
[0148]
实施方式3对实施方式1的一部分进行了变形，对于与实施方式1的说明共同的事项，简化或省略记载。
[0149]
(光源装置的结构)
[0150]
本实施方式的光源装置300与实施方式1同样具备激光光源101b、准直透镜系统104、第一二向镜201a、由凸透镜105a和凸透镜105b构成的第一聚光透镜系统105(第一聚光光学系统)、荧光轮120a、第二二向镜202a、第二聚光透镜系统109(第二聚光光学系统)、光颜选择轮130a以及光通道140。此外，本实施方式的光源装置300在与实施方式1中配置有反射器件211的位置相同的位置处，具备反射器件211b。本实施方式的反射器件211b与实施方式1的反射器件211同样具有反射蓝光的光学特性，但反射面的形状与实施方式1的反射器件211不同。
[0151]
图11的(b)是用于对实施方式3中从激光光源101b输出的蓝光(b光)的行进路线进行说明的图，对应于实施方式1的说明中的图2的(a)。下面参考图2的(a)和图11的(b)对实施方式1与实施方式3的差异进行说明。
[0152]
在实施方式3中，从激光光源101b输出的蓝光经荧光轮120a的反射区域rl反射而入射至反射器件211b为止的路线与实施方式1中蓝光入射至反射器件211为止的路线相同。
[0153]
在实施方式1中，由于反射器件211的反射面为平坦面，因此如图6的(a)和图6的(b)所示，在第二聚光透镜系统109内通过时蓝光束bout的直径与在第一聚光透镜系统105内通过时蓝光束bout的直径相等，为d1。
[0154]
在实施方式3中，对反射器件211b的反射面赋予扩散功能，被构成为使经反射器件211b反射后的蓝光束的直径随着射向第二聚光透镜系统109而扩大。即，被构成为使在第二聚光透镜系统109内通过时蓝光束的直径与荧光光束的直径的差异缩小。其结果是，与图7的(a)所示的实施方式1相比，能够使经第二聚光透镜系统109聚光后的蓝光的会聚角αin(蓝)增大，并且能够使蓝光的会聚角αin(蓝)接近图7的(b)所示的荧光的会聚角αin(荧光)。
[0155]
根据本实施方式，对于入射至光通道140的蓝光的角度范围，不是仅通过光颜选择轮130a的扩散部来进行控制，而是能够通过与反射器件211b的扩散功能的相乘效果来进行控制。由此，不需要过度增大图8的(b)所示的光颜选择轮130a的控制设定角1/e2，就能够使面内颜深浅不均的抑制与蓝光的光利用率确保在高水平上达到平衡。
[0156]
根据本实施方式，除了能够获得与实施方式1同样的效果之外，还能够进一步提高蓝光的利用效率与平衡的面内均匀性。
[0157]
[实施方式4]
[0158]
图12的(a)是示出实施方式4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器件的机械结构、机箱、电气布线等。
[0159]
在实施方式4中，相对于实施方式1～实施方式3存在共同的部分和不同的部分，对于共同的部分，简化或省略说明。
[0160]
(光源装置的结构)
[0161]
本实施方式的光源装置400具备激光光源101b、激光光源101r、第一二向镜401、第二二向镜402、第三二向镜403、由凸透镜105a和凸透镜105b构成的第一聚光透镜系统105(第一聚光光学系统)、荧光轮120b、第四二向镜404、反射器件405、第二聚光透镜系统109(第二聚光光学系统)、光颜选择轮130b以及光通道140。
[0162]
这些结构单元之中，激光光源101b、由凸透镜105a和凸透镜105b构成的第一聚光透镜系统105、第二聚光透镜系统109以及光通道140可以使用与实施方式1～实施方式3中使用的单元相同的单元。
[0163]
在将激光光源101b发出的蓝光作为用于激发荧光体的激发光以及用于显示的蓝照明光来使用这一点上，本实施方式与实施方式1～实施方式3是共同的。如图12的(b)所示，在激光光源101b中，蓝半导体激光器102与准直透镜103的配对在xy面内被配置为阵列状，向正z方向射出蓝光束。在图12的(b)中，示例出2
×
2的阵列，但配对的配置方法并不限于此例，纵横排列的配对的数量可以适当地变更。
[0164]
另一方面，本实施方式的光源装置400不仅具备发出蓝光的激光光源101b(输出第一波长区域的光的第一激光光源)，而且还具备发出红光的激光光源101r(输出第二波长区域的光的第二激光光源)。激光光源101r输出的纯度高的红光专门作为显示用来使用，而并不用于激发荧光体。因此，光源装置400的光学系统能够使激光光源101b发出的蓝光、荧光体发出的荧光、以及激光光源101r发出的红光同轴地射出。
[0165]
以下来具体进行说明。
[0166]
激光光源101r具备中心波长例如在635nm附近振荡的红半导体激光器102r。在每个红半导体激光器102r中设置有准直透镜103。一般而言，半导体激光器发出的光束具有既定角度的扩展，但通过设置准直透镜103，能够抑制光束的扩展，使大致平行的光束从激光光源101r射出。其中，准直透镜103与安装红半导体激光器102r的封装可以为一体式，也可以为分体。当设为分体时，可以紧接在多个红半导体激光器102r的后面独立地配置透镜阵列等来构成光源模组。
[0167]
如图12的(c)所示，在激光光源101r中，红半导体激光器102r与准直透镜103的配对在yz面内被配置为阵列状，向负x方向射出红光束。在图12的(c)中，示例出2
×
2的阵列，但配对的配置方法并不限于此例，纵横排列的配对的数量可以适当地变更。
[0168]
另外，虽未图示，但还可以设置用于将蓝光束和红光束准直化的准直透镜系统。激光光源101b与激光光源101r分别发出的蓝光束与红光束的光束直径相同。在图12的(a)中，将激发光源101b发出的蓝光束的光轴表示为光轴ox1。光轴ox1被设定为，相对于激光光源101b发出的整个光束的截面垂直且从中心通过。
[0169]
在被设置为光路彼此垂直的激光光源101b和激光光源101r的光路上，相对于光轴ox1倾斜45度而配置有第一二向镜401。
[0170]
在图14的(a)中以实线示出第一二向镜401的光学特性。为参考起见，在该图中以虚线示出激光光源101b的蓝光(波长在445nm附近)和激光光源101r的红光(波长在635nm附近)，第一二向镜401具有反射红光(r光)而透射蓝光(b光)的光学特性。具有这种特性的第一二向镜401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。
[0171]
回到图12的(a)，激光光源101b发出的蓝光沿正z方向直线前进而入射至第一二向镜401，但从第一二向镜401透射而入射至第二二向镜402。激光光源101r发出的红光沿负x方向直线前进而入射至第一二向镜401，但被第一二向镜401反射而使行进方向改变为正z方向，从而与蓝光同轴地入射至第二二向镜402。
[0172]
本实施方式的第二二向镜402与第一二向镜401同样具备图14的(a)所示的光学特性，具有反射红光(r光)而透射蓝光(b光)及绿光(g光)的光学特性。因此，入射至第二二向镜402的蓝光从第二二向镜402透射而沿正z方向直线前进，并入射至第三二向镜403。另一方面，入射至第二二向镜402的红光被第二二向镜402反射而使行进方向改变为正x方向，并入射至第四二向镜404。
[0173]
(蓝光的输出运转)
[0174]
首先，对入射至第三二向镜403的蓝光的动作进行说明。本实施方式的第三二向镜403具备图14的(b)所示的光学特性。为参考起见，在该图中以虚线示出激光光源101b的蓝光(波长在445nm附近)，第三二向镜403具有反射蓝光而对于绿光则透射的光学特性。具有这种特性的第三二向镜403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。
[0175]
入射至第三二向镜403的蓝光朝向由凸透镜105a和凸透镜105b构成的第一聚光透镜系统105(第一聚光光学系统)被反射。在本实施方式中，第一聚光透镜系统105也与实施方式1～实施方式3同样地起作用。即，蓝光在第一聚光透镜系统105的右半部分(z方向正侧那一半)的区域内通过，并朝向荧光轮120b被聚光。
[0176]
在图13的(a)中示出本实施方式中使用的荧光轮120b的主视图。如图所示，荧光轮120b与图3的(a)所示的实施方式1～实施方式3的荧光轮120a结构不同。在本实施方式的荧光轮120b中，沿周向观察时，沿着圆周，在大致9点到4点的范围设置有包覆有荧光体的荧光区域ph，在4点到6点的范围设置有用于将激光光源101b的输出光反射的反射区域rl，在6点到大致9点的范围设置有在光学上不具有功能的无功能区域nf。通过以旋转轴c1为中心旋转荧光轮120b，从而使被聚光到荧光轮120b上的蓝光依次照射反射区域rl和荧光区域ph。
[0177]
在此，为了便于说明，将图13的(a)所示的荧光轮120b的1点到4点的区域位于第一聚光透镜系统105的聚光位置处的时段称为g输出时段；将4点到6点的区域位于第一聚光
透镜系统105的聚光位置处的时段称为b输出时段；将6点到大致9点的区域位于第一聚光透镜系统105的聚光位置处的时段称为r输出时段，将大致9点到1点的区域位于第一聚光透镜系统105的聚光位置处的时段称为y输出时段。g输出时段相当于光源装置400输出绿光的时段，b输出时段相当于光源装置400输出蓝光的时段，r输出时段相当于光源装置400输出红光的时段，y输出时段相当于光源装置400输出黄光的时段。
[0178]
在本实施方式中，激光光源101b被控制为在g输出时段、b输出时段、y输出时段点亮而输出蓝光，但在r输出时段熄灭。在g输出时段和y输出时段从激光光源101b输出的蓝光作为用于激发g用荧光体的激发光而发挥作用，在b输出时段输出的蓝光作为用于图像显示的蓝光(b光)而发挥作用。
[0179]
在b输出时段输出的蓝光经荧光轮120b的反射区域rl反射，如图12的(a)所示，在第一聚光透镜系统105的左半部分区域、即第一聚光透镜系统105的光轴ox2的负z方向侧的区域通过，作为平行光束入射至第二二向镜402。由于第二二向镜402如前所述使蓝光透射，因此蓝光从第二二向镜402透射而入射至第四二向镜404。第四二向镜404相对于第一聚光透镜系统105的光轴ox2倾斜45度配置。
[0180]
在图15中以实线示出第四二向镜404的光学特性。为参考起见，在该图中以虚线示出激光光源101b的蓝光(波长在445nm附近)和激光光源101r的红光(波长在635nm附近)，但第四二向镜404具有透射蓝光(b光)及红光(r光)而反射绿光(g光)的光学特性。具有这种特性的第四二向镜404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。
[0181]
回到图12的(a)，入射至第四二向镜404的蓝光从第四二向镜404透射而前进，并入射至反射器件405。本实施方式的反射器件405具备使蓝光和红光反射的特性，与实施方式3中使用的反射器件211b同样被赋予了扩散功能。因此，蓝光经反射器件405反射而扩大了光束直径，并且再次从第四二向镜404透射而入射至第二聚光透镜系统109。与实施方式3同样，蓝光通过第二聚光透镜系统109被聚光而入射至光颜选择轮。
[0182]
在本实施方式中，也在第二聚光透镜系统109与光通道140之间配置有光颜选择轮，但本实施方式的光颜选择轮130b与实施方式1～实施方式3中使用的光颜选择轮130a结构不同。
[0183]
在图13的(b)中示出光颜选择轮130b的主视图。在光颜选择轮上，设置有滤片部和扩散部。光颜选择轮130b与电机连接，电机以旋转轴c2为中心进行旋转，从而控制光颜选择轮130b与荧光轮120b同步地进行旋转。
[0184]
在本实施方式的光颜选择轮130b上，分别地，在与g输出时段对应的区域设置有g用滤片，在与b输出时段对应的区域设置有b用扩散部，在与r输出时段对应的区域设置有r用扩散部，在与y输出时段对应的区域设置有y用滤片。
[0185]
蓝光在b输出时段入射至光颜选择轮130b的b用扩散部，但与实施方式3同样，通过b用扩散部，入射至光通道140的蓝光的角度范围被适当调整。
[0186]
(荧光的输出运转)
[0187]
接着，对从荧光轮120b放射的荧光的动作进行说明。在g输出时段和y输出时段，激光光源101b输出的蓝光作为激发光被照射到荧光轮120b的g用荧光体，从g用荧光体
以宽角度放射出绿的荧光。
[0188]
在图12的(a)中，以虚线典型地示出了荧光的光路，荧光由于是朗伯发光，因此从荧光区域ph以大角度范围朝向第一聚光透镜系统105的整体射出。即，如图6的(a)中虚线所示，荧光在第一聚光透镜系统105的大致整个区域通过。经第一聚光透镜系统105聚光后的荧光成为向正x方向前进的平行光束，但在第一聚光透镜系统105的光轴ox2的左侧(负z方向侧)部分通过的光束入射至第二二向镜402，在右侧(正z方向侧)部分通过的光束入射至第三二向镜403。由于第二二向镜402具备图14的(a)所示的光学特性，第三二向镜403具备图14的(b)所示的光学特性，两者均使绿光透射，因此绿的荧光从这两者透射而入射至第四二向镜404。
[0189]
由于第四二向镜404如图15所示具备使绿光反射的光学特性，因此荧光的行进方向偏转90度并朝向第二聚光透镜系统109沿正z方向前进。
[0190]
在g输出时段入射至第二聚光透镜系统109的绿荧光经由光颜选择轮130b的g用滤片而朝向光通道140的入射口被聚光。
[0191]
此外，在y输出时段入射至第二聚光透镜系统109的绿荧光经由光颜选择轮130b的y用滤片而朝向光通道140的入射口被聚光。另外，如后所述，在y输出时段，激光光源101r被控制为输出红光。因此，也可以说在y输出时段，绿荧光被叠加红光后成为黄光而入射至第二聚光透镜系统109，经由y用滤片而朝向光通道140的入射口被聚光。
[0192]
(红光的输出运转)
[0193]
接着，对从激光光源101r输出的红激光的动作进行说明。激光光源101r被控制为在r输出时段和y输出时段输出红激光。
[0194]
从激光光源101r输出的红激光向负x方向前进并入射至第一二向镜401，由于第一二向镜401具备如图14的(a)所示的光学特性，因此红光被反射，其行进方向偏转90度而向正z方向前进。各光学元器件被配置为，使得经第一二向镜401反射后的红光的光束与从激光光源101b输出并从第一二向镜401透射的蓝光的光束同轴且直径相同。
[0195]
向正z方向前进的红光入射至第二二向镜402，但由于第二二向镜402具备如图14的(a)所示的光学特性，因此红光被反射，其行进方向偏转90度而向正x方向前进。
[0196]
向正x方向前进的红光入射至第四二向镜404，但由于第四二向镜404具备如图15所示的光学特性，因此红光透射而入射至反射器件405。
[0197]
如已经描述的那样，反射器件405具备使蓝光和红光反射的特性，与实施方式3中使用的反射器件211b同样被赋予了扩散功能。因此，红光被反射器件405反射而扩大了光束直径，并且再次从第四二向镜404透射而入射至第二聚光透镜系统109。与蓝光同样地，红光也通过第二聚光透镜系统109被聚光而入射至光颜选择轮。
[0198]
在r输出时段入射至第二聚光透镜系统109的红光经由光颜选择轮130b的r用扩散部而朝向光通道140的入射口被聚光。此外，在y输出时段入射至第二聚光透镜系统109的红光经由光颜选择轮130b的y用滤片而朝向光通道140的入射口被聚光。
[0199]
根据本实施方式，对于入射至光通道140的蓝光和红光的角度范围，不是仅通过光颜选择轮130b来进行控制，而是能够通过与反射器件405的扩散功能的相乘效果来进行控制。由此，不需要过度地增大光颜选择轮130b的控制设定角1/e2，就能够使画
面内颜深浅不均的抑制与光利用率确保在高水平上达到平衡。
[0200]
而且，在本实施方式中，由于将红的激光光源的输出光作为用于显示的照明光来使用，因此除了能够获得与实施方式3同样的效果之外，还能够进一步提高红光的纯度与平衡的画面内均匀性。
[0201]
[实施方式5]
[0202]
图16的(a)是示出实施方式5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器件的机械结构、机箱、电气布线等。
[0203]
在实施方式5中，相对于实施方式1～实施方式3、或实施方式4存在共同的部分和不同的部分，对于共同的部分，简化或省略说明。
[0204]
(光源装置的结构)
[0205]
本实施方式的光源装置500具备激光光源501、由凸透镜502和凹透镜503构成的准直光学系统504、第二二向镜402、第三二向镜403、由凸透镜105a和凸透镜105b构成的第一聚光透镜系统105(第一聚光光学系统)、荧光轮120b、第四二向镜404、反射器件405、第二聚光透镜系统109(第二聚光光学系统)、光颜选择轮130b以及光通道140。
[0206]
实施方式5是实施方式4的变形例，具备激光光源501和准直光学系统504(凸透镜502、凹透镜503)，以代替实施方式4所具备的激光光源101b、激光光源101r、第一二向镜401。对于除此之外的结构单元，可以使用与实施方式4中使用的单元相同的单元。
[0207]
如图16的(b)所示，在本实施方式的激光光源501中，蓝半导体激光器102b与准直透镜103的配对、和红半导体激光器102r与准直透镜103的配对在xy面内被交替配置为阵列状，向正z方向射出蓝和红的光束。其中，准直透镜103与安装半导体激光器的封装可以为一体式，也可以为分体。当设为分体时，可以紧接在被配置为阵列状的半导体激光器的后面独立地配置透镜阵列来构成光源模组。另外，在图16的(b)中示出了具备蓝半导体激光器102b和红半导体激光器102r各8个的4
×
4半导体激光器阵列，但半导体激光器阵列的结构并不限于此例。
[0208]
在实施方式4中，将激光光源101b与激光光源101r被配置为彼此的光轴相正交，使用第一二向镜401将从两个激光光源输出的光束合成为彼此光路重合。与此相对，在本实施方式中，通过使用将蓝半导体激光器102b与红半导体激光器102r在xy面内二维配置为交替镶嵌状的激光光源501，从而成为不需要使用第一二向镜401进行光路合成的结构。在激光光源501中，由于蓝半导体激光器102b与红半导体激光器102r被构成为能够彼此独立地驱动，因此能够适当地进行仅点亮蓝半导体激光器102b、仅点亮红半导体激光器102r、同时点亮蓝半导体激光器102b和红半导体激光器102r这两者、熄灭蓝半导体激光器102b和红半导体激光器102r这两者。
[0209]
如果将光源装置500输出绿光的时段称为g输出时段，将输出蓝光的时段称为b输出时段，将输出红光的时段称为r输出时段，将输出黄光的时段称为y输出时段，则激光光源501在b输出时段和g输出时段仅点亮蓝半导体激光器102b，在r输出时段仅点亮红半导体激光器102r，在y输出时段点亮蓝半导体激光器102b和红半导体激光器102r这两者。
[0210]
光源装置500的发光面由于二维配置有蓝半导体激光器102b和红半导体激光器102r，因此在整体上面积增大，与实施方式4相比，输出光的光束直径增大。因此，在本实
施方式中，使用准直光学系统504将光源装置500输出的光转换为光束直径更加缩小的平行光。另外，在图16中，准直光学系统504被典型地表示为由凸透镜502和凹透镜503各一枚来构成，但准直光学系统504的透镜结构并不限于此例，可以适当地变更。
[0211]
从准直光学系统504通过后的蓝激光和红激光的动作以及从荧光轮放射出的荧光的动作由于个别来看与实施方式4相同，因此省略说明。
[0212]
根据本实施方式，对于入射至光通道140的蓝光和红光的角度范围，不是仅通过光颜选择轮130b来进行控制，而是能够通过与反射器件405的扩散功能的相乘效果来进行控制。由此，不需要过度地增大光颜选择轮130b的控制设定角1/e2，就能够使画面内颜深浅不均的抑制与光利用率确保在高水平上达到平衡。
[0213]
而且，在本实施方式中，与实施方式4同样能够提高用于显示的红光的纯度。而且，由于是从同一面向同一方向射出红光与蓝光的结构，因此与将红激光光源与蓝激光光源配置为光轴相正交的实施方式4相比，能够使光路空间(装置占有空间)紧凑。
[0214]
[实施方式6]
[0215]
图17是示出实施方式6所涉及的投影显示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器件的机械结构、机箱、电气布线等。投影显示装置1000具备光源装置300、照明透镜组150、棱镜171、棱镜172、光调制器件160(光调制元件)、投影镜头180以及投影屏幕190。
[0216]
光源装置300是前述的实施方式3所涉及的光源装置，配合图像的显示速率而分时射出蓝光(b光)、绿光(g光)、红光(r光)、黄光(y光)。
[0217]
照明透镜组150是将从光源装置300的光通道140输出的光整形为适于对光调制器件160进行照明的光束的透镜组，由单个或多个透镜构成。
[0218]
棱镜171和棱镜172共同构成内部全反射(tir，total internal reflection)棱镜。tir棱镜使照明光发生内部全反射而以既定的角度入射至光调制器件160，并使经光调制器件160调制后的反射光朝向投影镜头180透射。
[0219]
光调制器件160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)。驱动与各显示像素相对应的微镜，以通过脉冲宽度调制来根据图像信号的亮度级改变反射方向。但也可以使用诸如反射式液晶器件之类的其他种类的反射式光调制器件。
[0220]
光调制器件160与来自光源装置300的照明光的颜切换同步地根据图像信号的各种颜分量的亮度级来对微镜器件进行驱动，用以将图像光以既定角度朝向棱镜171反射。图像光从棱镜171和棱镜172透射，被导向投影镜头180，并被投影为彩图像。投影镜头180由单个或多个透镜构成，也可以具备自动焦点调节功能和变焦功能。
[0221]
投影屏幕190在构成背投式显示装置时使用。此外，虽然常常在正投式的情况下也设置，但是在用户向任意墙面等进行投影时不一定需要设置。
[0222]
根据本实施方式，通过高效率地使用平衡的画面内均匀性优异的小型光源装置来构成投影仪，从而能够提供小型且光利用率高、平衡优异的投影显示装置。
[0223]
[其他实施方式]
[0224]
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及组合。
[0225]
例如，通过如实施方式2中说明的第一二向镜201b那样，使二向镜的侧面与第一聚光透镜系统的光轴ox2平行，从而抑制在侧面产生的荧光损耗的方法可以应用于其他实施方式的任意的二向镜。
[0226]
此外，在实施方式4及实施方式5中，也可以如实施方式1那样设为不具有扩散功能的平坦面的反射器件，仅通过光颜选择轮的扩散功能来对入射至光通道140的入射口的激光的入射角度分布(会聚角度)进行控制。
[0227]
此外，在实施方式6中，使用实施方式3的光源装置300来构成投影显示装置，但不言而喻，也可以使用其他实施方式的光源装置来构成投影显示装置。
[0228]
此外，半导体激光器的发光波长(中心波长)以及荧光体的发光波长可以未必如实施方式中举例说明的那样。可以根据所选择的发光波长来适当地设定二向镜的截止波长。

技术特征：

1.一种光源装置，其特征在于，具备：激光光源，输出既定波长区域的光；第一二向镜，具备反射所述既定波长区域的光而使荧光透射的特性，且被配置在所述激光光源的光轴上；第一聚光光学系统；能够旋转的荧光轮，具备荧光区域和反射区域，当被所述既定波长区域的光照射时，所述荧光区域发出所述荧光，所述反射区域反射所述既定波长区域的光；第二二向镜，具备使所述既定波长区域的光透射而反射所述荧光的特性；反射器件，具备使所述既定波长区域的光反射的特性，且被配置为使反射后的所述既定波长区域的光的光轴与经所述第二二向镜反射后的所述荧光的光轴重合；第二聚光光学系统；以及光颜选择轮，能够与所述荧光轮同步旋转，且具备滤片和扩散部，所述第一二向镜被配置为，使所述激光光源发出的所述既定波长区域的光朝向所述第一聚光光学系统的一部分而反射，经所述第一二向镜反射后的所述既定波长区域的光被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光到所述荧光轮的所述荧光区域或所述反射区域，所述荧光区域发出的所述荧光的一部分被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光，从所述第一二向镜透射而入射至所述第二二向镜，所述荧光区域发出的所述荧光的另一部分被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光而入射至所述第二二向镜，经所述反射区域反射后的所述既定波长区域的光被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光而入射至所述第二二向镜，入射至所述第二二向镜的所述荧光的一部分和所述荧光的另一部分向既定方向被反射，入射至所述第二二向镜的所述既定波长区域的光透射而入射至所述反射器件，被所述反射器件向所述既定方向反射而入射至所述第二二向镜，并再次从所述第二二向镜透射，经所述第二二向镜反射后的所述荧光以及再次从所述第二二向镜透射的所述既定波长区域的光被所述第二聚光光学系统朝向所述光颜选择轮聚光，所述光颜选择轮通过所述滤片过滤所述荧光，且通过所述扩散部使所述既定波长区域的光扩散，以进行输出。2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第一二向镜具有与所述第一聚光光学系统的光轴平行的侧面。3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，所述反射器件具备反射面，所述反射面具有扩散功能。4.一种光源装置，其特征在于，具备：第一激光光源，输出第一波长区域的光；第二激光光源，输出第二波长区域的光；第一二向镜，具有使所述第一波长区域的光透射而反射所述第二波长区域的光的特
性，一个光学面被配置在所述第一激光光源的光轴上，另一个光学面被配置在所述第二激光光源的光轴上；第二二向镜，具有使所述第一波长区域的光和荧光透射而反射所述第二波长区域的光的特性，且在所述第一激光光源的光轴上被配置在所述第一二向镜的前方；第三二向镜，具有反射所述第一波长区域的光而使所述荧光透射的特性，且在所述第一激光光源的光轴上被配置在所述第二二向镜的前方；第一聚光光学系统；能够旋转的荧光轮，具备荧光区域和反射区域，当被所述第一波长区域的光照射时，所述荧光区域发出所述荧光，所述反射区域反射所述第一波长区域的光；第四二向镜，具备使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光透射而使所述荧光反射的特性；反射器件，具备使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光反射的特性，且被配置为使反射后的所述第一波长区域的光的光轴及反射后的所述第二波长区域的光的光轴与经所述第四二向镜反射后的所述荧光的光轴重合；第二聚光光学系统；以及光颜选择轮，能够与所述荧光轮同步旋转，且具备滤片和扩散部，所述第一二向镜被配置为，使所述第一激光光源发出的所述第一波长区域的光朝向所述第二二向镜透射，且使所述第二激光光源发出的所述第二波长区域的光朝向所述第二二向镜反射，所述第一激光光源发出的所述第一波长区域的光从所述第一二向镜和所述第二二向镜按此顺序透射之后，被所述第三二向镜朝向所述第一聚光光学系统的一部分而反射，并被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光到所述荧光轮的所述荧光区域或所述反射区域，所述荧光区域发出的所述荧光的一部分被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光，从所述第三二向镜透射而入射至所述第四二向镜，所述荧光区域发出的所述荧光的另一部分被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光，从所述第二二向镜透射而入射至所述第四二向镜，入射至所述第四二向镜的所述荧光的所述一部分和所述另一部分被所述第四二向镜向既定方向反射，经所述反射区域反射后的所述第一波长区域的光被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光，从所述第二二向镜和所述第四二向镜按此顺序透射之后，被所述反射器件向所述既定方向反射，并再次从所述第四二向镜透射，所述第二激光光源发出的所述第二波长区域的光依次被所述第一二向镜和所述第二二向镜反射，并从所述第四二向镜透射之后，被所述反射器件向所述既定方向反射，并再次从所述第四二向镜透射，经所述第四二向镜反射后的所述荧光以及再次从所述第四二向镜透射的所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光被所述第二聚光光学系统朝向所述光颜选择轮聚光，所述光颜选择轮通过所述滤片过滤所述荧光，且通过所述扩散部使所述第一波
长区域的光和所述第二波长区域的光扩散，以进行输出。5.一种光源装置，其特征在于，具备：激光光源，输出第一波长区域的光和第二波长区域的光；准直光学系统，缩小所述激光光源的输出光的光束直径；第二二向镜，具有使所述第一波长区域的光和荧光透射而反射所述第二波长区域的光的特性，且在所述激光光源的光轴上被配置在所述准直光学系统的前方；第三二向镜，具有反射所述第一波长区域的光而使所述荧光透射的特性，且在所述激光光源的光轴上被配置在所述第二二向镜的前方；第一聚光光学系统；能够旋转的荧光轮，具备荧光区域和反射区域，当被所述第一波长区域的光照射时，所述荧光区域发出所述荧光，所述反射区域反射所述第一波长区域的光；第四二向镜，具备使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光透射而使所述荧光反射的特性；反射器件，具备使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光反射的特性，且被配置为使反射后的所述第一波长区域的光的光轴及反射后的所述第二波长区域的光的光轴与经所述第四二向镜反射后的所述荧光的光轴重合；第二聚光光学系统；以及光颜选择轮，能够与所述荧光轮同步旋转，且具备滤片和扩散部，所述第二二向镜被配置为，使所述激光光源发出的所述第二波长区域的光朝向所述第四二向镜反射，所述激光光源发出的所述第一波长区域的光从所述第二二向镜透射之后，被所述第三二向镜朝向所述第一聚光光学系统的一部分而反射，并被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光到所述荧光轮的所述荧光区域或所述反射区域，所述荧光区域发出的所述荧光的一部分被所述第一聚光光学系统的所述一部分聚光，从所述第三二向镜透射而入射至所述第四二向镜，所述荧光区域发出的所述荧光的另一部分被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光，从所述第二二向镜透射而入射至所述第四二向镜，入射至所述第四二向镜的所述荧光的所述一部分和所述荧光的所述另一部分被所述第四二向镜向既定方向反射，经所述反射区域反射后的所述第一波长区域的光被所述第一聚光光学系统的与所述一部分不同的部分聚光，从所述第二二向镜和所述第四二向镜按此顺序透射之后，被所述反射器件向所述既定方向反射，并再次从所述第四二向镜透射，所述激光光源发出的所述第二波长区域的光被所述第二二向镜反射，并从所述第四二向镜透射之后，被所述反射器件向所述既定方向反射，并再次从所述第四二向镜透射，经所述第四二向镜反射后的所述荧光以及再次从所述第四二向镜透射的所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光被所述第二聚光光学系统朝向所述光颜选择轮聚光，所述光颜选择轮通过所述滤片过滤所述荧光，且通过所述扩散部使所述第一波
长区域的光和所述第二波长区域的光扩散，以进行输出。6.根据权利要求4或5所述的光源装置，其特征在于，所述第二二向镜和/或所述第三二向镜具有与所述第一聚光光学系统的光轴平行的侧面。7.根据权利要求4至6中任一项所述的光源装置，其特征在于，所述反射器件具备反射面，所述反射面具有扩散功能。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。

技术总结

本公开涉及光源装置以及投影显示装置，寻求将荧光与半导体激光器发出的部分蓝光输出的装置不会过度大型化，其中荧光是将半导体激光器发出的蓝光作为激发光照射到荧光体而得到的。该装置具备：激光光源，输出既定波长区域的光；第一二向镜，具备反射既定波长区域的光而使荧光透射的特性，且配置在激光光源的光轴上；第一聚光光学系统；荧光轮，具备发出荧光的荧光区域以及反射区域；第二二向镜，具备使既定波长区域的光透射而反射荧光的特性；反射器件，具备使既定波长区域的光反射的特性，且配置为使反射后的既定波长区域的光的光轴与经第二二向镜反射后的荧光的光轴重合；第二聚光光学系统；及光颜选择轮，具备滤片和扩散部。备滤片和扩散部。备滤片和扩散部。