CN103576434A

CN103576434A - 照明光束形成装置、照明光源装置和图像显示装置

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Publication number: CN103576434A
Application number: CN201310321261.9A
Authority: CN
Inventors: 藤田和弘; 前田育夫; 村井俊晴; 高桥达也; 西森丈裕
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2033-07-26
Also published as: CN103576434B; EP2690493B1; US20140028983A1; JP6311219B2; JP2014041331A; EP2690493A2; US9223194B2; EP2690493A3

Abstract

一种照明光束形成装置，包括投射环形光束组的第一光源单元、投射包括光束成组的情况的光束的第二光源单元、用于合成从第一光源单元投射出的光束组和从第二光源单元投射出的光束的合成单元，其中，合成单元包括被形成为反射光束组中的一个的反射部分、被设置为能够透射光束组中的另一个的透射部分，且当从包括反射部分的平面观察两个光束组时，从第二光源单元投射出的光束被设置在从第一光源单元投射出的光束组的内侧。本发明还提供了一种照明光源装置和一种图像显示装置。

Description

照明光束形成装置、照明光源装置和图像显示装置

技术领域

本发明涉及其中多个固体光源被使用的照明光束形成装置、包括该照明光束形成装置的照明光源装置以及包括该照明光源装置的图像显示装置。

背景技术

通常，使用红色、蓝色和绿色的激光光源发射照明光并形成微型显示器的照明光的彩色照明技术是已知的。

在这种彩色照明技术中，色彩表现范围可以被扩大。并且，该光源的发光大小（lightemitting size）比灯光源的发光大小要小。因此，该光源的照明效率比灯光源的照明效率高。考虑到电力消耗，其照明效果相对更亮。因此，对于微型显示器，使用激光光源的彩色照明技术能够以高照明效率地被使用。从而，激光光源被用作投影仪的照明光源。

在这样的彩色照明技术中，通常，多个激光光源被二维地设置在基板上且从多个激光光源发射出的光束被捆成束。另外，在这种彩色照明技术中，为了获得稳定的光通量，需要固体光源来被有效地冷却至期望的温度。

通常，对了该冷却，设置有多个固体光源的基板被设在由具有相对较高的热导率的金属制成的保持装置之上。另外，在其上确保有一定表面面积的散热装置等与该保持装置结合成一体。固体光源中所产生的热量通常被散热装置吸收并释放，从而因此固体光源可以达到稳定的发射。在附加的情况下，为了有效地冷却，有时会采用冷却风扇来吹散热装置。

然而，在两位数的固体光源被二维地设置的情况下（例如，9个固体光源被设置成3行×3列的矩阵），被排列在基板的***边缘部分上的固体光源在它们的冷却效果上与被排列在基板的更加中心侧上的固体光源不同。

具体而言，在中心处的固体光源受***边缘部分处的固体光源的热量的影响。因此，冷却不足以导致不稳定的发射光或者更短的寿命周期。从这些角度来看，现有技术是有问题的。另外，为了使冷却效率足够，比被排列的区域足够大的散热装置可以被对应地设置，但是缩小尺寸是不可能的。

另外，如JP-A-Hei11-27472中所公开的，做出了尝试以增加固体光源的排列数。JP-A-Hei11-27472公开了一种由第一固体光源组（半导体激光组1）、第二固体光源组（半导体激光组2）组成的图像记录装置，其中，第一固体光源组投射第一多个激光光束，第二固体光源组投射第二多个激光光束。在JP-A-Hei11-27472的这种情况下，第一激光光束被透射，第二激光光束被反射。被透射的第一激光光束和被反射的第二激光光束通过合成单元被合成。

图像记录装置的合成单元包括光透射构件，该光透射构件将第一激光光束从一个表面侧透射至另一个表面侧。在光透射构件的另一个表面上，设置有多个小面积的光反射镜（通过反射涂层来反射激光光束的区域）。

于是，图像记录装置可以包括第一光源单元和第二光源单元，其中，第一光源单元是通过将第一多个半导体激光元件（半导体LED）作为第一固体光源组设置在第一基板上，且第二光源单元是通过将第二多个半导体激光元件（半导体LED）作为第二固体光源组设置在第二基板上。

然而，被用作透射光的第一固体光源组和被用作反射光的第二固体光源组分别具有被二维排列的光源。因此，由于这个原因，如果高输出的固体光源被用作第一和第二固体光源组，那么在每个光源单元的***部分处的固体光源和内部于***部分的固体光源之间的冷却度不同。因此，不能获得稳定输出的问题无法被消除。

发明内容

本发明的一个目的是有效地冷却设置有多个固体光源的光源单元，因此可以从中获得稳定的照明光。本发明旨在提供这样的一种照明光束形成装置、一种照明光源装置和一种图像显示装置。

为了实现上述目的，根据本发明的一个实施例的照明光束形成装置包括投射环形光束组的第一光源单元、投射包括光束成组的情况的光束的第二光源单元、用于合成从第一光源单元投射出的光束组和从第二光源单元投射出的光束的合成单元，合成单元包括被形成为能够反射光束组中的一个的反射部分、被设置为能够透射光束组中的另一个的透射部分，当从包括反射部分的平面上来观察两个光束组时，从第二光源单元投射出的光束处于从第一光源单元投射出的光束组的内侧。

另外，这个照明光束形成装置能被用于照明光源装置以及图像显示装置。

附图说明

图1是说明关于本发明的照明光束形成装置的实施例的说明性视图。

图2A是说明图1的第一光源单元的说明性视图。

图2B、2C是说明图1的第一光源单元的准直透镜的说明性视图。

图3A是说明图1的第二光源单元的说明性视图。

图3B、3C是说明图1的第二光源单元的准直透镜的说明性视图。

图4是说明使用设置有图1的照明光束形成装置的照明光源装置的投影仪（图像形成装置）的说明性视图。

图5是说明如图4所示的照明光源装置的荧光体轮的说明性视图。

图6是说明使用设置有图1的照明光束形成装置的照明光源装置的投影仪（图像形成装置）的变形例的说明性视图。

图7是说明如图6所示的照明光源装置的荧光体轮的说明性视图。

图8是说明图1的照明光束形成装置的另一个实施例的说明性视图。

图9是说明照明光束形成装置的另一个实施例的说明性视图。

图10是说明照明光束形成装置的另一个实施例的说明性视图。

图11A、11B是说明第一光源单元的另一个实例的说明性视图。

图12A、12B是说明第二光源单元的另一个实例的说明性视图。

图13是说明照明光束形成装置的另一个实例的说明性视图。

图14是说明照明光束形成装置的另一个实例的说明性视图。

图15是说明照明光束形成装置的另一个实例的说明性视图。

图16是说明照明光束形成装置的另一个实例的说明性视图。

图17是说明光源单元的另一个实例的说明性视图。

图18是说明光源单元的另一个实例的说明性视图。

图19是在模式图中说明从排列成矩阵形状的多个固体光源产生的热量分布的说明性视图。

图20是在模式图中说明从排列成环状的多个固体光源产生的热量分布的说明性视图。

图21是说明照明光源装置的另一个实例的说明性视图。

图22是说明照明光源装置的另一个实例的说明性视图。

图23是说明如图9所示的照明光源装置的变形例的说明性视图。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细地描述本发明的较佳实施例。

（实施例1）

[结构]

[总体概略结构]

图1说明了关于本发明的照明光束形成装置的实施例1。图2A说明了图1的第一光源单元。图2B、2C说明了图1的第一光源单元的准直透镜。图3A说明了图1的第二光源单元。图3B、3C说明了图1的第二光源单元的准直透镜。图4说明了使用包含图1的照明光束形成装置的照明光源装置的投影仪（图像形成装置）。图5说明了如图4所示的照明光源装置的荧光体轮。

[图像形成装置]

投影仪，也就是如图4的图像形成装置的投影仪***包含照明光源装置1、引导从照明光源装置1产生的照明光的照明光引导光学***2、投射光束的图像形成元件（图像形成单元）3。由图像形成元件投射的光束被用于成像，这是因为图像形成元件通过受照明光引导光学***2引导的照明光被照明。图像形成装置还包括将光束投射到在此没有说明的屏幕等的投影表面上的投影透镜（图像投影单元，即图像投影单元）4。光束在此从图像形成元件3被投射并被用于成像。

（照明光源装置1）

照明光源装置1包括形成并投射照明光束La的照明光束形成装置5、透射从照明光束形成装置5投射出的照明光束的分色镜6、使通过分色镜6被透射的照明光束La聚焦的透镜（光学元件7）和作为波长转换构件被设置在透镜7的会聚点（collecting point）（会聚部分）处的荧光体轮8。这个光束La在经由透镜（聚光元件）7被分色镜6引导之后，被投射进入荧光体轮8并且接着从荧光体轮8被投射出来，它被分色镜6反射，从而成为照明光束Lb。

分色镜6反射并透射蓝色激光束，反射蓝色和红色光束，但是分色镜6还可以被改为半反镜。

荧光体轮8包括如图5所示的圆盘状基板8a、被设置在这个基板8a上的波长转换构件8b以及没有设置有荧光体的光反射单元8c。在这个波长转换构件8b中使用一种类型以上的波长转换构件作为波长转换构件的材料。荧光体被用于这种波长转换材料。

YAG（钇铝石榴石Yttrium Aluminum Garnet）系绿色、具有黄绿色的发射颜色的荧光体、赛隆系的绿色、和红色荧光体等作为荧光体是合适的。

在实施例1中，波长转换构件8b包括绿色的荧光体（波长转换构件）G的绿色的波长转换构件（绿色的波长转换区域）8bG、红色的荧光体（波长转换构件）R的红色的波长转换构件（红色的波长转换区域）8bR。这个绿色的波长转换构件8bG由被设置在绿色的荧光体G的背表面上的反射层（这里没有被示出）制成。红色的波长转换构件8bR由被设置在红色的荧光体R的背表面上的反射层（这里没有被示出）制成。另外，利用作为激发光的蓝色激光发射出绿色荧光的绿色荧光体被用作绿色的波长转换构件8bG的荧光体。利用作为激发光的蓝色激光发射出红色荧光的红色荧光体被用作红色的波长转换构件8bR的荧光体。此外，光反射单元8c被构成为反射蓝色激光束。

于是，如果基板8a的旋转轴8a1的旋转中心被设为O，则绿色的波长转换构件8bG、红色的波长转换构件8bR和光反射单元8c被形成为以旋转中心O为中心的在圆周方向上具有120度间距的扇形（处于扇的形状）。

基板8a的旋转轴8a1被驱动，从而围绕脉冲电动机PM旋转（驱动装置是驱动电动机）。通过经由脉冲电动机PM使基板8a旋转，基板8a的绿色的波长转换构件8bG、红色的波长转换构件8bR和光反射单元8c这三个区域被切换。它们被设置为与会聚部分相对。会聚部分被制成用于会聚照明光。用这种方式，荧光体轮8被构造成具有三个区域。因此绿色、红色和蓝色三原色可以通过旋转在时间顺序上被投射。

（照明光引导光学***2）

照明光引导光学***包括会聚被分色镜6反射的光束Lb的透镜（光学聚光元件）9、来自透镜9的光束被投射进入的光通道、引导从光通道10投射出的光束的中继透镜11、12（光学聚光元件）、和将由中继透镜11、12引导的光束朝向图像形成元件3投射的镜（光学元件）13。借助于这种结构，照明光引导光学***2被配置成将来自荧光体轮8的三原色的照明光均匀并有效地引导至图像形成元件3。

另外，从荧光体轮8经由照明光引导光学***2被投射到图像形成元件3中的照明光的颜色可以通过控制荧光体轮8每单位时间的旋转数而随时间顺序改变。另一方面，在要被显示的项目是具有对应于入射照明光的颜色改变的时刻的特定颜色的图像的情况下，为了经由投影仪透镜4在屏幕等的显示器表面上显示，图像形成元件3进行像素的操作控制，因此只有来自与那个特定颜色的图像信息相对应的像素的光才被投射到投影透镜4中。

这个投影透镜4放大投射来自图像形成装置3的每个颜色的入射图像。然后图像形成装置3依次切换每个颜色的高速的图像光束。投影透镜4可以在屏幕等的显示表面上放大投射。因此，全色图像显示在显示表面上可以是可能的。

[图像形成元件]

在实施例1中，数字微镜装置或者DMD被用于图像形成装置3。DMD具有其中被用作像素的多个微镜在其上被二维排列的结构。作为像素的微镜对应于图像数据的像素通过其静电控制来进行梯度控制。因此，方向朝向投影透镜的图像光束被形成。这个技术领域是已知的，因此这里省略详情的说明。

另外，在实施例1中，镜排列装置，即DMD被用作图像生成部分，其中，像素以二维矩阵的形状被排列在图像形成元件3中。但并不局限于这样的镜排列装置（DMD）。例如，反射类型的液晶面板、透射类型的液晶面板也可以被使用。如果这个透射类型的液晶面板被使用，则可以采用用于照明光的入射透镜和投影透镜的合理的配置。这种配置对于透射类型的液晶面板是合理的。另外，不必说，通过添加使照明光的偏光统一的偏光转换构件，可以实现高效率的照明。

（照明光束形成装置5）

另外，如图1所示，照明光束形成装置5包括第一光源单元14和第二光源单元15、使来自第一光源单元14的第一光束组BL1和来自第二光源单元15的第二光束组BL2合成的光合成板（光束合成构件）16、取得由光合成板16合成的光束的折叠镜17、与由折叠镜17取得的光束平行地投射光束的透镜（聚光元件）18。

如果第一光源单元14和第二光源单元15以这样的一种方式被相对地设置，那么被合成的光束的第二光束组BL2在与第二光源单元15相对的返回方向上。因此，折叠镜作为反射构件被设置在合成构件和光源单元之间。因此，在与相对方向相对的横向方向（图2中的向下的方向）上取得光束。

第一光源单元14和第二光源单元15被设置为具有间距地相互地相对。因此，第一光束组BL1和第二光束组BL2相互向彼此投射。

（第一光源单元14）

这个第一光源单元14，如图1和2B所示，包括散热装置19、被设置在散热装置19的平坦的安装表面19a上的光源保持器20、由光源保持器20保持的并被离散地设置成如图2A所示的环状的多个（数个）固体光源21、被设置在光源保持器20上的透镜保持器22、被保持在透镜保持器22上并分别对应于每个固体光源21被设置的多个准直透镜23以及聚光透镜24，其中，聚光透镜24作为聚光元件会聚从多个准直透镜23向在焦点距离F1的位置处的会聚部分P1投射的光束。

在实施例1中，如图2所示，例如半导体激光光源等的光源Ld11、光源Ld12至光源Ld18被采用作为多个固体光源21。光源Ld11、光源Ld12至光源Ld18被离散地设置成环状。并且，使得光源Ld11、光源Ld12至光源Ld18的中心排列在其中心为聚光透镜24的光轴O1的半径r1上。另外，在实施例1中，发射出蓝色激光的光源被用于光源Ld11、光源Ld12至光源Ld18。

另外，在实施例1中，多个准直透镜23被用于排列成如图2A所示的环状作为CL11、CL12至CL18。CL11、CL12至CL18被设置在光投射侧上分别对应于光源Ld11、光源Ld12至光源Ld18。

另外，在图2中，来自固体光源21的光束被聚光于位于聚光透镜24的焦点距离F1位置处的单个点。然而，准直透镜23和固体光源21之间的位置关系无疑能够产生个别的变化。但是对这种变化做出了考虑。因此，在此光束变成要被会聚的有限大的光斑尺寸。

（第二光源单元15）

如图1和3A所示，第二光源单元15包括散热装置25、被设置在散热装置25的平坦的安装表面25b上的光源保持器26、由光源保持器26保持并被离散地设置成环状的多个（数个）固体光源27、被设置在光源保持器26上的透镜保持器28、被保持在透镜保持器28上并分别对应于每个固体光源27被设置的多个准直透镜29以及聚光透镜30，其中聚光透镜30作为聚光元件使从多个准直透镜29投射出的光束聚焦于在焦点距离F2位置处的会聚部分P2。

在实施例1中，如图3A所示，例如半导体激光光源等的光源Ld21、光源Ld22至光源Ld28被采用作为多个固体光源27。光源Ld21、光源Ld22至光源Ld28被离散地设置成环状。并且，使得光源Ld21、光源Ld22至光源Ld28的中心排列在其中心为聚光透镜30的光轴O2的半径r2上。另外，在实施例1中，发射出蓝色激光的光源被用于光源Ld21、光源Ld22至光源Ld28。

另外，在实施例1中，多个准直透镜29被用于排列成如图3A所示的环状作为CL21、CL22至CL28。CL21、CL22至CL28被设置在光投射侧上分别对应于光源Ld21、光源Ld22至光源Ld28。

另外，在图3B中，来自固体光源21的光束被聚光于位于聚光透镜24的焦点距离F1位置处的单个点。然而，准直透镜23和固体光源21之间的位置关系无疑能够产生个别的变化。但是对这种变化做出了考虑。因此，在此光束变成要被会聚的有限大的光斑尺寸。

就如上所述，第一光源单元14中的聚光透镜24的焦点距离F1被设为与第二光源单元15中的聚光透镜30的焦点距离F2不同。

（光合成板16）

作为这个光合成单元（光合成装置）的光合成板（光束合成构件）16具有在透明板16a的中心处设置有环形反射部分（光反射部分）16b且在透明板16a的圆周边缘部分的一侧处设置有透射部分（光透射部分）16c的结构。

另外，如图1所示,从第一光源单元14的多个固体光源21投射出的光束透射穿过透明板16a并朝向位于单个点处的会聚部分31聚焦。透明板16a围绕着反射部分16b被设置。同时从第二光源单元15的多个固体光源27投射出的光束被反射部分16b反射，从而朝向位于单个点处的会聚部分31聚焦。第一光源单元14和第二光源单元15以使得第一光源单元14的焦点距离F1的位置和第二光源单元15的焦点距离F1的位置重合的方式与光合成板16相对地被设置。

在此第一光束组BL1的角度A1被设定。在第一光源单元14的多个固体光源21当中彼此间分开最远的两个光源（例如，图1和图2B中的光源Ld11和Ld15）在焦点距离F1位置处的会聚部分P1聚焦。这个角度被设为角度A1。另外，第二光束组BL2的角度A2被设定。在第二光源单元15的多个固体光源27当中彼此间分开最远的两个光源（例如，图1和图3中的光源Ld21和Ld25）在焦点距离F2位置处的会聚部分P2聚焦。这个角度被设为角度A2。此外，第一光源单元14的聚光透镜24的焦点距离F1被设为小于第二光源单元15的聚光透镜30的焦点距离F2的值，因此第一光源单元14的第一光束组BL1的角度A1可以大于第二光源单元15的第二光束组BL2的角度A2。

因此，从第二光源单元15的多个固体光源27投射出并被光合成板16的反射部分16b反射的光束被设为第二光束组BL2。从第一光源单元14的多个固体光源21投射出并透射穿过光合成板16的光束被设为第一光束组BL1。第二光束组BL2被设置在第一光束组BL1的内侧。

[效果]

接下来，描述如此构成的照明光源装置1、照明光源装置1的照明光束形成装置5和图像形成装置的效果。

从第一光源单元14的多个固体光源21中的每一个固体光源投射出的光斑状的蓝色激光束形成第一光束组BL1。这些激光束作为平行光束经由相应的准直透镜23中的每一个准直透镜投射到聚光透镜24中。这个激光束被这个聚光透镜24折射，透射穿过光合成板16，从而被聚光至焦点距离F1的光会聚部分P1。

另一方面，从第二光源单元15的多个固体光源27中的每一个固体光源投射出的光斑状的蓝色激光束形成第二光束组BL2。这些激光束作为平行光束经由相应的准直透镜29中的每一个准直透镜投射到聚光透镜30中。这个激光束被这个聚光透镜30折射，被光合成板16的反射部分16b反射，从而被聚光至焦点距离F2的光会聚部分P2（与会聚部分P1重合）。

在这种情况下，第二光源单元15的第二光束组BL2被反射部分16b反射。此后，它位于第一光束组BL1的内侧处。第一光束组BL1由从第一光源单元14的多个固体光源21投射出的多个光束组成。然后，第一光束组BL1和第二光束组BL2被设置在会聚部分P1（与会聚部分P2重合）上的折叠镜17反射。然后，第一光束组BL1和第二光束组BL2投射到透镜18侧中。然后，通过透镜18使得光束成为平行光束的照明光束La并从照明光束形成装置5被投射出来。

照明光束La在被透射穿过分色镜6之后被透镜7聚光，并且然后被聚光至荧光体轮8。荧光体轮8是波长转换构件。在这种情况下，当使得荧光体轮8旋转时，一旦蓝色激光束被投射到荧光体轮8的绿色波长转换部分（绿色波长转换区域）8bG中，绿色波长转换部分8bG就被激励。因此，绿色的照明光束从绿色波长转换部分8bG被投射出。当使得荧光体轮8旋转时，一旦蓝色激光束被投射到荧光体轮8的红色波长转换部分（红色波长转换区域）8bR中，红色波长转换部分8bR就被激励。因此，红色的照明光束从红色波长转换部分8bR被投射出。此外，当使得荧光体轮8旋转时，一旦蓝色激光束被投射到荧光体轮8的光反射部分8c，蓝色激光束就被光反射部分8c反射。因此，蓝色照明光束从荧光体轮8被投射出来。

使这个荧光体轮8高速地进行旋转控制。因此，R（红色）、G（绿色）和B（蓝色）的光束中的每一个光束以其中确定的时间间隔被切换。然后，它们中的每一个都被投射。通过这种切换被投射出的照明光束通过透镜18变成平行光束。光束被分色镜6反射，从而变成照明光束Lb。

这个照明光束Lb受照明光引导光学***2引导并投射到图像形成元件3中。在图像形成元件3中，对应于进入的照明光的颜色改变时的时刻，为了用于要经由投影透镜4被显示在屏幕等的显示表面上的那个颜色的图像，使作为像素的微镜进行倾斜控制。因此，只有来自与特定颜色的图像信息相对应的像素的光被引导至投影透镜4且可以投射到投影透镜4中。

也就是说，在图像形成元件3中，多个矩阵形状的像素（微镜）被倾斜控制。因此，当R（红色）的照明光束入射时，只有来自与R（红色）的图像信息相对应的像素（微镜）的光被引导至投影透镜4。当G（绿色）的照明光束入射时，只有来自与G（绿色）的图像信息相对应的像素（微镜）的光被引导至投影透镜4。当B（蓝色）的照明光束入射时，只有来自与B（蓝色）的图像信息相对应的像素（微镜）的光被引导至投影透镜4。进入图像形成元件3的R（红色）、G（绿色）和B（蓝色）的光束以每一个确定的时间间隔被高速地切换。

然后，从图像形成元件3引导至投影透镜4并通过每个颜色进入的图像通过投影透镜4被放大地投射在屏幕等的显示表面上。因此，彩色图像被形成在显示屏幕上。

另外，在作为合成单元的光合成板16中，环形的反射部分可以被设置在它的***。用于取得光束的折叠镜17可以被设置为不靠近会聚部分31。光束通过透镜18被转换为平行光束。透镜18是聚光元件，但是并不是总需要聚光。另外，在同一方向上取得光是本发明的主要目的之一。因此，可以通过其后被设置的光学***来做出合理的选择。

（变形例）图6、图7

对于上面所描述的实施例1，反射类型的荧光体轮8被说明，但是它并不一定局限于此。例如，如图6所示，从照明光束形成装置5投射出来的照明光束也可以经由镜33和聚光透镜34投射到荧光体轮8'中。荧光体轮8'在此可以是透射类型。

这个荧光体轮8'，如图7所示，包括圆盘形的透明基板8a’、被设置在基板8a上的波长转换部分8b’和没有设置有荧光体的光透射部分8c’。在这个波长转换部分8b’中，一个种类以上的波长转换材料被用作波长转换构件。本实施例1的波长转换部分8b’可以包括绿色的荧光体（波长转换构件）的绿色波长转换部分（绿色波长转换区域）8bG’、红色的荧光体（波长转换构件）的红色波长转换部分（红色波长转换区域）8bR’。具有上面所描述的实施例1的绿色波长转换部分8bG和红色波长转换部分8bR的相同的荧光体分别被用于这个绿色波长转换部分8bG’和红色波长转换部分8bR’。

在这个变形例中，在荧光体轮8'处所产生并被投射出来的R（红色）、G（绿色）和B（蓝色）的光束被入射到照明光引导光学***2中。8a1’是荧光体轮8'的旋转轴。

（实施例2）图8

在图8中，实施例1的照明光束形成装置5的折叠镜17和透镜18被省略。这个实例同样说明了其中被合成的光束从靠近第二光源单元15的散热装置25的一侧被投射出来的情况。

在实施例2的照明光束形成装置5中，穿孔部分25a、26a、28a被分别形成在散热装置25、光源保持器26和透镜保持器28的中心上。另外，聚光透镜（聚光元件）35被设置在光合成板16（光合成单元）和聚光透镜30之间，从而位于比第二光束组BL2更加内侧的位置。然后，由光合成板16（光合成单元）合成并由会聚部分31聚光的第一光束组BL1和第二光束组BL2被聚光透镜（聚光元件）35折射。在被聚光透镜30转换为平行光束之后，光束组穿过穿孔部分28a、26a和25a并从散热装置25侧投射出去。

如果实施例2的照明光束形成装置5被切换为图4和图6的照明光束形成装置5，那么投影仪（图像形成装置）可以被构成。

（实施例3）图9

在上面所描述的实施例2中，其中照明光束形成装置5的第一光源单元14和第二光源单元15被相对地设置的实例被说明，但并不局限于此。例如，如图9所示，可以采用其中第一光源单元14和第二光源单元15以各个照明光的投射方向相互形成90度角的这种方式被设置的结构。第一光源单元14的第一光束组BL1和第二光源单元15的第二光束组BL2被设置为聚光于会聚部分31。

另外，光合成构件（光束合成单元）使用环形的反射镜37作为光合成装置。环形镜37的反射表面（光反射部分）37a反射来自第一光源单元14的第一光束组BL1。环形镜37以第二光源单元15的第二光束组BL2透射通过位于内侧处的光透射孔（光透射部分）的这种方式被设置。在这种情况下，使得环形镜37的中心与第一光源单元14的光轴O1和第二光源单元15的光轴O2重合。中心还分别相对于光轴O1和O2具有45度的倾斜度。

在实施例3中，第一光源单元14的第一光束组BL1的角度A1是受环形镜37的孔径影响的最小的角度。没有光束可以以足够小以致偏离环形镜37的角度从第一光源单元14投射出来。换句话说，环形镜37的孔径和宽度被设为满足条件的尺寸。该条件是从第一光源单元14投射出的光斑状光束在半径方向上不偏离。另外，第二光源单元15的第二光束组BL2的角度A2受环形镜37的半径的影响。角度A2被设为其中的最大角度。因此，在第二光源单元15的第二BL2中，没有光束可以以大于角度A2的角度击中环形镜37。

然后，当从包括环形镜37的平面观察第一光束组BL1和第二光束组BL2时，第一和第二光源单元14、15以第二光束组BL2被引导至比第一光束组BL1更加内侧的方式被设置。环形镜37在这里用作反射部分。

如果如图9所示的照明光束形成装置5被切换为图4和图6的照明光束形成装置5，那么投影仪（图像形成装置）可以被构成。

（实施例4）图10

图10说明了本发明的照明光束形成装置5的实施例4。在实施例3中，负聚光透镜38被设置在第二光源单元15的透镜18和环形镜37之间。使得来自第二光源单元15的第二光束组BL2的外径小于实施例3中的第二光束组BL2的外径。在实施例4中，如图10所示，第一和第二光源单元14和15可以被设置得比实施例3更加靠近。根据本实施例4，可以使得包括第一和第二光源单元14和15的照明光束形成装置5更小。

如果如图10所示的照明光束形成装置5被切换为图4和图6的照明光束形成装置5，那么投影仪（图像形成装置）可以被构成。

（实施例5）图11、图12

在上面所描述的实施例1至4中，在照明光束形成装置5中，第一光源单元14的多个固体光源21和第二光源单元15的多个固体光源27在半径r的圆上以相等间距被设置成圆形。这是环形排列的实例，但是并不局限于此。

例如，如图11A、11B所示，第一光源单元14的多个光源21以相等间距被设置成正方形。这样，多个光源21被排列成类似于圆圈的形状。另一方面，如图12A,、12B所示，第二光源单元15的多个光源27以相等间距被设置成正方形。这样，多个光源27被排列成类似于圆圈的形状。

在本实施例5中，多个固体光源21的光源Ld11、Ld13、Ld15和Ld17位于光轴O1的半径r1上。位于多个固体光源21的角落区域（角区域）的光源Ld12、Ld14、Ld16和Ld18位于比半径r1更加外部的位置处。

此外，位于多个固体光源27的角落区域（角区域）的光源Ld22、Ld24、Ld26和Ld28位于光轴O2的半径r2上。多个固体光源27的其他的光源Ld21、Ld23、Ld25和Ld27位于比半径r2更加内部的位置。

此外，在第一光源单元14中，被设置在图11A的横断面1上的光源Ld11、Ld15的光束以如图11B所示的角度A被聚光至会聚部分P1。然而，被设置在图11A的横断面2上的光源Ld12和Ld16的间距大于被设置在图11A的横断面1上的光源Ld11和Ld15的间距。因此，被设置在图11A的横断面1上的光源Ld12和Ld16的光束以大于角度A1的角度A1+被聚光至会聚部分P1。这种光束就像图11B中所示的双点划线（虚线）的光束。

此外，被设置在图12A的横截面4上的Ld22、Ld26的光束以如图12B所示的角度A2被聚光至会聚部分P2。然而，被设置在图12A的横断面3上的Ld21、Ld25之间的间距小于被设置在横断面4上的Ld22、Ld26的间距。因此，在第二光源单元15中，被设置在横断面3上的Ld22、Ld26的光束以小于角度A2的角度A2-被聚光至会聚部分P2。这个光束在这里由虚线表示。

当这些第一和第二光源单元14和15被应用于图9和图10的实施例3和4时，作为合成单元的环形镜37被构成为具有正方形状而不是圆形形状。这个正方形状的环形镜37具有反射以A1至A1+的角度被聚光的（被会聚的）光束的结构。在这种结构中，在角度A2至A2-的被聚光的（被会聚的）光束然后透射通过正方形状的环形镜37的内侧。

如上所述，环形镜37是合成单元。也就是说，当从包括环形镜37的平面来观察时，从另一侧的第二光源单元15投射出的第二光束组BL2被设置得比从一侧的第一光源单元14投射出的第一光束组BL1更加内部。

此外，角度A2-最小可以是零。也就是说，圆环排列不是必须的。如果电力输出小且可以获得足够的冷却，则光束组可以被设置在聚光透镜（聚光元件）30的光轴上。

在本实施例5中所说明的具有第一和第二光源单元14、15的照明光束形成装置可以切换成图4和图6的照明光束形成装置5，从而构成投影仪（图像形成装置）。

（实施例6）图13

在图1到图5的实施例1中，照明光束形成装置5的第一光源单元14和第二光源单元15被相对地设置，但并不是必须局限于这种设置。例如，如图13所示，第一光源单元14的第一光束组BL1和第二光源单元的第二光束组BL2可以朝着同一方向投射。为了实现这种结构，第一光源单元14和第二光源单元15可以同时被排列在单个散热装置39上。在本实施例6中，实施例1的第一光源单元14的准直透镜23和第二光源单元15的准直透镜29被省略。

此外，第一光源单元14的第一光束组BL1被环形镜37向后折叠了90度。环形镜37在此是光合成构件（光合成单元）。第二光源单元15的第二光束组BL2在与第一光束组BL1相同的方向上被折叠镜40向后折叠了90度。因此作为光合成构件（光合成单元）的环形镜37将第二光束组BL2合成至第一光束组BL1。然后这些第一和第二光束组BL1和BL2通过聚光透镜24和30被聚光至会聚部分31。

在第一和第二光束组BL1、BL2中，角度A2具有小于角度A1的关系。从第二光源单元15投射出的第二光束组BL2被布置成穿过从第一光源单元14投射出的第一光束组BL1的内侧。因为第一光源单元14和第二光源单元15被平行地设置，所以它们可以被安装在单个连续的散热装置39上。此外，来自散热装置39的热量释放来自一个点。因此，有益的是释放从散热装置39产生的热量的气流通道能够被集中于单个方向。相反，如果第一光源单元14和第二光源单元15采用以90度设置的结构，则用于热量释放的空气流也需要具有对应于90程度布置的形状。但是当前的结构将风扇布置在一侧。因此，可以简化冷却结构。

这个图13的照明光束形成装置5通过切换成图4和图6的照明光束形成装置5可以被构成为投影仪（图像形成装置）。

（实施例7）图14

在图13的实施例6中，两个第一和第二光源单元14、15被同时布置。来自两个第一和第二光源单元14、15的第一和第二光束组BL1和BL2被合成。但并不是必须局限于此。

例如，如图14所示，除实施例6的第一和第二光源单元14、15之外，还设置有第三光源单元15A。通过这种结构，这三个光源单元可以是同时的。这个第三光源单元15A具有与第二光源单元15相同的结构。给予第二光源单元15的相同的数字被提供给第三光源单元15A，且在此说明被省略。

在本实施例7中，从第三光源单元15A投射出的第三光束组BL3被折叠镜41向后折叠90度。然后光束在环形镜（光合成装置）42内穿过，还在环形镜（光合成装置）37内穿过，其中，环形镜（光合成装置）42是第二合成构件（光合成单元），环形镜（光合成装置）37是第一合成构件（光合成单元）。此外，从第二光源单元15投射出的第二光束组BL2通过环形镜42被向后折叠，并且在环形镜37内穿过，其中，环形镜42是第二合成构件（光合成单元），环形镜37是第一合成构件（光合成单元）。此外，从第一光源单元14投射出的第一光束组BL1通过环形镜37被向后折叠，其中，环形镜37是第一合成构件（光合成单元）。

此外，在实施例7中，从第一光源单元14投射出的第一光束组BL1以角度A1被聚光至会聚部分31，如虚线所示的光束。此外，从第二光源单元15投射出的第二光束组BL2以角度A2被聚光至会聚部分31，如实线所示的光束。此外，从第三光源单元15A投射出的第三光束组BL3以角度A3被聚光至会聚部分31，如点划线所示的光束。

此外，角度A1至A3具有A3<A2<A1的关系。作为第二合成单元的环形镜42以从第二光源单元15投射出的第二光束组BL2穿过从第一光源单元14投射出的第一光束组BL1的内侧的这种方式被设置。作为第一合成单元的环形镜37以从第三光源单元15投射出的第三光束组BL3穿过从第二光源单元15投射出的第二光束组BL2的内侧的这种方式被设置。

这些第一、第二和第三光源单元14、15和15A被平行地设置。因此，它们可以被布置在连续的散热装置39上。

如这个图14中所示的照明光束形成装置5也可以通过切换成图4和图6的照明光束形成装置5来构成投影仪（图像形成装置）。

（实施例8）图15

在图13的实施例6中，说明了其中使用环形镜37将第一光束组BL1合成于第二光束组BL2的实例。但是并不局限于此。例如，如图15所示，圆形镜（光合成装置）43可以被设置作为在第一光束组BL1内的合成构件（光合成单元）。可以采用其中使得这个镜43相对于第一光束组BL1的光轴O1具有45度的倾斜度的结构。同时第二光束组BL2可以通过这个镜43在第一光束组BL1的聚光方向上被反射。

在这种情况下，镜43小且可以以低成本获得。此外，投射到反射表面内的入射角的宽度窄。因此，可以获得高的光使用效率的的反射膜，因此，可以获得高的光使用效率的照明光源。

如这个图15中所示的照明光束形成装置5也可以通过切换成图4和图6的照明光束形成装置5来构成投影仪（图像形成装置）。

（实施例9）图16

从图9中所示的实施例3的第一和第二光源单元14、15投射出的第一和第二光束组BL1和BL2以角度A1和A2被会聚。这样，第一和第二光束组BL1和BL2被聚光至会聚部分31。但是并不是必须局限于此。

例如，如图16所示，图9中所示的实施例3的第一光源单元14的聚光透镜24在此被省略。如图16所示，可以采用其中使第二光束组BL2成为平行光束的负聚光透镜44被设置在第二光源单元15的聚光透镜30和环形镜37之间的结构。但是，被环形镜37反射的平行的第一光束组BL1和这个第二光束组BL2可以通过聚光透镜45被聚光至会聚部分31。

在本实施例9中，镜37在此是合成单元。在包括环形镜37的反射表面的平面（虚拟平面）上，从第二光源单元15投射出的第二光束组BL2被设置在从第一光源单元14投射出的第一光束组BL1的内侧。

如果将如这个图16所示的照明光束形成装置5切换成图4和图6的照明光束形成装置5，则如这个图16所示的照明光束形成装置5可以被构成为投影仪（图像形成装置）。

（实施例10）图17、图18

在上面的实施例1至9中的任何实施例中，作为聚光元件的聚光透镜24、30被用于将第一和第二光束组BL1和BL2聚光至单个会聚部分31。但是聚光元件可以不是必须使用的。例如，如图17所示，可以使得第一光源单元14的固体光源21的光轴Oa与准直透镜23的光轴重合。光源的这个光轴Oa可以被构成为与会聚部分31重合。

此外，如图18所示，第一光源单元15的固体光源21的光轴Oa可以滑动至不与准直透镜23的透镜光轴Ob重合。在此光束可能可以被弯曲。也就是说，准直透镜23被适当地移位，从而偏离它的中心，但是朝向光轴O1侧。准直透镜23这样相对于固体光源21被构成。因此每一个固体光源21的光束可以被集中到单个点上。例如，如果固体光源21以直径D被设置成圆环形状，则准直透镜23可以以比直径D小的直径被设置。因此，光源的光束被指向向内。然而，因为准直透镜23的特性，所以如果偏离它的中心的量变得更多，那么它就可以偏离平行光。因此，用于传播光束的设定可以在允许范围内被进行。此外，第二光源单元15可以被构成为与图17和图18中所示的一样。

作为本发明的一个特征，从一侧的第二光源单元15投射出的第二光束组BL2被设置在比从另一侧的第一光源单元14投射出的第一光束组BL1更加内部的位置。如果被这样构成，那么多个单元可以被采用。换句话说，如图1所示，可以使用聚光透镜24和30来改变聚光的程度。如图17中所示的实施例10，固体光源21本身和准直透镜23本身可以被倾斜，从而改变聚光的程度。此外，如图18的实施例10中所说明的，可以使得光源和准直透镜偏离它们的中心。通过这种组合可以使得聚光的程度改变。这对于第二光源单元15也同样是正确的。

如果将如这个图17和图18所示的照明光束形成装置5切换成图4和图6的照明光束形成装置5，则如这个图17和图18所示的照明光束形成装置5可以被构成为投影仪（图像形成装置）。

（热量分布的说明）图19、图20

顺便说一句，通过上面的实施例1至10的说明，对于冷却，有其中多个固体光源被排列成矩阵形状的结构。也有其中固体光源没有被设置在中心部分的结构。要说明的是，在例如矩形排列的情况下，内部部分和外部部分在冷却效果上具有差异。对于这点，温度梯度在模式中(in patterns)被说明。在中心部分没有光源的这种情况下的效果被说明。图19和图20说明了在模式中从多个固体光源产生的热量分布。

在图19中，作为多个固体光源的LD光源被设为3×3的矩阵。当将注意力集中到在中心线上的三个光源时，如果假设只有这三个光源被驱动，则沿着虚线传输到光源保持器的热量分布在此被说明。当光源A、光源B、和光源C的固体光源被独立地驱动时，热量分布分别如虚线、单点划线和双点划线。如果这些固体光源同时发射光，则清楚的是，温度梯度就像集中到中心的实线。实线是通过合成这些固体光源被形成的。

然而，如图20所示，当在中心处的固体光源（光源C）被移除时，可以理解的是，温度梯度不会急剧上升。在实际情况中，温度梯度的情况会根据每个固体光源和那个光源保持器的耐热性、影响光源保持器的大小的热容量以及吸热装置的形状而不同。此外，还出现了由位于上面和下面的三个固体光源造成的影响。因此，温度梯度更加复杂了。通过采用不在中心设置的矩形的排列，或者圆环形排列，除矩阵排列外的不在中心集中热量的设计明显优越。

（实施例11）图21、图22

图21和图22说明了构成如图13所示的实施例6的照明光束形成装置5的照明光源装置1。

这个图19的照明光源装置1将实施例6中的照明光束形成装置5的照明光束照射向荧光体轮8'。荧光体轮8'是波长转换构件。因此，在此说明产生不同颜色的实施例11。

此外，这个图20的照明光源装置1将实施例6中的照明光束形成装置5的照明光束照射向荧光体轮8。荧光体轮8是波长转换构件。因此，在此说明产生不同颜色的实施例11。

在图21的照明光源装置1中，照明光束形成装置5的第一光源单元14的第一光束组BL1和照明光束形成装置5的第二光源单元15的第二光束组BL2聚光至一点（会聚部分31）。作为波长转换构件的荧光体轮8'被设置在这个点处。

在图22的照明光源装置1中，照明光束形成装置5的第一光源单元14的第一光束组BL1和照明光束形成装置5的第二光源单元15的第二光束组BL2被聚光至之后要被发散的会聚部分31。然后，照明光束形成装置5的透镜18使得它们变为平行光束。然后，作为这个平行光束的照明光束Lb被透射穿过分色镜6，并且然后通过透镜7入射到荧光体轮8中。

例如，接近于440nm的蓝色半导体激光对于第一和第二光源单元14、15的固体光源21、27可以是合适的。在当前的实施例11中，蓝色半导体激光被用于固体光源21、27。因此，来自多个固体光源21、27的第一和第二光束组BL1和BL2是蓝色激光的光束组。

此外，投射更短的波长的紫外线光的光源可以被采用作为固体光源21、27。在这种情况下，由紫外线光激发从而产生G（绿色）荧光的荧光部分、由紫外线光激发从而产生R（红色）荧光的荧光部分、由紫外线光激发从而产生B（蓝色）荧光的荧光部分被设置在荧光体轮8中。此外，固体光源21、27可以是LED光源。YAG系的绿色、具有黄绿色发射颜色的荧光体、赛隆系的绿色和红色荧光体等作为波长转换构件的波长转换材料是合适的。

在图21的照明光源装置1中，从荧光体轮8'发射出的光以一定的发散角发射光。因此，它被透镜9聚光。通过这样的照明光源，可以获得期望颜色的光源。此外，图21中所示的荧光体轮8'，如在这图7中所示的，包括圆盘形的透明基板8a’、被设置在这个基板8a上的波长转换构件8b’、被设置为不具有荧光体的光透射部分8c’。在这个波长转换部分8b’中，一个种类以上的波长转换材料被用作波长转换构件。使用图7说明的荧光体被用于这个波长转换材料。

在图22中，另一个实施例11被说明。在这个实施例11中，在由反射镜等的反射构件构成的基板上，照明光束被激发并被涂有荧光的荧光体轮8反射。通过分色镜6，被反射的荧光与激发光被分离开来。因此取得荧光的波长。这个荧光体轮8包括如图5所示的圆盘状基板8a、被设置在这个基板8a上的波长转换构件8b和没有设置有荧光体的光反射部分8c。在这个波长转换部分8b中，一个种类以上的波长转换材料被用作波长转换构件。荧光体被用于这种波长转换材料。

在图22的照明光束形成装置5中，由于来自第一和第二光源单元14、15的蓝色激光束而变成蓝色的第一和第二光束组BL1和BL2通过聚光透镜24、30被聚焦于聚焦部分31。此后，光束被散发出。然后，聚光透镜（聚光元件）18被设置在被散发出的照明光束的光路的中间。通过这个透镜18，照明光束变成相对平行。

穿过透镜18的光，即激发光，经由分色镜6被照射至荧光体轮8。分色镜6具有的透射激发光并反射荧光的特性。透射穿过分色镜6的激发光通过透镜18被聚光至荧光体轮8。照明光束被聚光在荧光体轮8上。这样的照明光束的聚光点发射出荧光。从该点被发射出的荧光通过聚光元件7被再次聚光，从而指向分色镜6。然后，荧光被分色镜6反射。因此可以取得荧光。

在该实施例11中，如与图21的实施例11相同的，接近于440nm的蓝色半导体激光对于固体光源21、27来说是合适的。此外，更短的波长的紫外线光可以被采用。YAG系的绿色、具有黄绿色发射颜色的荧光体、赛隆系的绿色和红色荧光体等作为波长转换构件的波长转换材料是合适的。

此外，因为使用固体光源的多个光源单元与波长转换构件相结合，所以可以获得不同颜色的光源装置。

（其他）

在图9中，环形镜37被设置。来自第一光源单元14的光被环形镜37反射。来自第二光源单元15的光透射穿过环形镜37的内侧。但并不是必须局限于此。

例如，如图23所示，环形镜50被设置在图9的环形镜37的位置处。这样，来自第二光源单元15的光被环形镜50反射。可以使得来自第一光源单元14的光不被环形镜50反射，但是却穿过环形镜50的***。此外，被设置在第二光源单元15上的固体光源27可以采用单个或者多个、环形或者其他形状的设置。例如，还可以采用网状。

（补充说明1）

如上面所述的，本发明的这些实施例1至11的照明光束形成装置5设置有投射环形光束组的第一光源单元14、投射可能是光束组的光束的第二光源单元15、合成从第一光源单元14投射出的光束组和从第二光源单元15投射出的光束的合成单元（光合成板16、环形镜37、42、折叠镜43、环形镜50）。此外，上面的合成单元包括被形成为可能反射光束组中的一个的反射部分（反射部分16b、37a、环形镜37、42的反射表面、折叠镜43的反射表面、环形镜50的反射表面）、被设置为可能穿过光束组中的另一个的穿过部分（在光合成板16的反射部分16b的外侧的光透射部分16a、在环形镜37、42、43的内侧或者环形镜50的外侧的穿过部分）。此外，当在包括反射部分的平面上观察两个光束组时，从第二光源单元15投射出的光束被设置在从第一光源单元14投射出的光束的内侧。

如上面所述的，这里，光合成板16、环形镜37、42、折叠镜43、圆形镜50等是用作光合成单元即光合成构件的光合成装置。

通过这种结构，设置有多个光源的光源单元14、15可以被有效地冷却，从而能够获得稳定的照明光。

此外，反射部分被连续地形成在同一平面上。因此，从每一个固体光源21、27发射出的光束的反射光在反射角上没有改变。因此，合成的光束直径不会扩散，但是被聚光至期望的聚光位置。此后可以防止由光学***造成的效率降低。

（补充说明2）

此外，在本发明的这些实施例1至11的照明光束形成装置5中，当在包括反射部分16b、环形镜37的反射表面、环形镜42的反射表面、镜43的反射表面的平面上观察两个光束组BL1、BL2或者BL2、BL3时，光源单元的多个固体光源21或者27被布置为环状。在光源单元中，一个光束组BL1或者BL2被设置在环绕另一个中心光束组BL2或者BL3的***处，从而实现环状。

通过这种结构，光源单元14、15的多个固体光源21或者27被布置为环状。因此，热量释放被均匀地进行。光源的光发射被均匀地进行。于是，可以获得高可靠性的光源。

（补充说明3）

此外，在这些实施例1至11的照明光束形成装置5中，从每个光源单元14、15、15A的多个固体光源21、27、27投射出的光束组通过聚光元件被聚光至单个点的会聚部分31。在这里，这种聚光元件24、30、30被分别设置。每个聚光元件（聚光元件24、30、30）和合成单元（光合成板16、环形镜37、42、镜43）以每个聚光元件（聚光透镜24、30、30）的会聚部分31能够相互重合的方式被设置。

通过这种结构，照明光被合成至期望的聚光位置（会聚部分31）。因此，此后可以防止由光学***造成的效率降低。

（补充说明4）

此外，在本发明的这些实施例1至11的照明光束形成装置5中，通过分别设置的光学元件（聚光透镜44和准直透镜23），使得从每个光源单元的多个固体光源21、27投射出的光束组BL1、BL2成为平行光束。光学元件被用于造成平行光束。然后，使得平行光束入射到合成单元（环形镜37）中。此外，透射穿过合成单元（环形镜37）的透射部分（环形镜37的内侧）的光束组BL2和被合成单元（环形镜37）的反射部分反射的光束组BL1被聚光元件（聚光透镜45）聚光至单个点。这里，聚光元件被设置。

通过这种结构，使得从光源单元14、15投射出的光束组BL1、BL2近似为平行。因此，在形成在合成单元（环形镜37）上的反射部分（反射表面）中，由于入射角造成的角度依赖性被减少。因此，可以获得具有照明光的高的光使用效率的照明光源。此外，可以共享地使用聚光元件（聚光透镜45）。因此，可以获得低成本、高空间效率的光源单元。

（补充说明5）

此外，在本发明的这些实施例1至11的照明光束形成装置5中，多个光源单元代表第一和第二光源单元14和15的两个光源单元。合成单元（光合成板16、环形镜37）包括反射部分16b、被连续地形成在同一平面上的环形镜37的反射表面。反射部分可以反射两个光束组中的另一个。合成单元还包括被设置得比反射部分16b更外部且比环形镜37更内部的透射部分。透射部分被设置为能够透射两个光束组中的一个。

通过这种结构，从另一个光源单元15投射出的光束组BL2在从一个光源单元14投射出的光束组BL1的内侧。因此，光束组的宽度小。此外，它的角度也小。因此，可以使得反射表面的大小变小。入射角的范围也窄。因此，可以获得具有高的光使用效率的照明光源。

（补充说明6）

此外，本发明的这些实施例1至11的照明光束形成装置5的多个光源单元14、15、15A被设置为使光束朝着同一方向投射。在此，也包括普通的散热装置39。

通过这种结构，散热装置39可以由单个部分制成。因此，实现了更低的成本。此外，可以使得冷却方向为单个方向。因此，当结合成一套时，冷却气流设计的自由度被改善。

（补充说明7）

此外，在本发明的这些实施例1至11的照明光束形成装置5中，光源单元14、15包括分别会聚从多个固体光源21、27投射出的光束的多个准直透镜23、29。多个固体光源21、27和多个准直透镜23、29两者都被设置为离散状态。此外，多个固体光源21、27中的每一个固体光源的中心和分别对应于多个固体光源21、27中的每一个固体光源的每一个准直透镜23、29的中心通过线被连接。这些线被分别设为光轴（光源的光轴Oa）。当在这种状态中时，多个固体光源21、27和准直透镜23、39被设置，因此每一个光轴（光源的光轴Oa）可以被聚焦于单个点。

通过这种结构，多个光源光可以被聚光至单个点而不具有聚光透镜。因此，可以实现部件的数目的减少。

（补充说明8）

此外，在本发明的这些实施例1至11的照明光束形成装置5中，光源单元包括多个分别聚焦从多个固体光源21、27投射出的光束的多个准直透镜23、29。多个固体光源21、27和多个准直透镜23、29两者都被设置为离散状态。此外，多个准直透镜23、29的透镜光轴Ob被设置为分别偏离它们相对于多个固体光源21、27中的每一个固体光源的光源光轴Oa的中心点。因此，从多个固体光源21、27中的每一个固体光源投射出的光束可以能够聚焦于单个点。

通过这种结构，就不需要聚光透镜。但是多个光源光可以被会聚至单个点。因此，可以实现部件的数目的减少。

（补充说明9）

此外，本发明的这些实施例1至11的照明光束形成装置1包括波长转换构件（荧光体轮8、8’）。使得波长转换构件感知从照明光束形成装置5投射出的光源光。在此，光源光被入射到波长转换构件中作为激发光。这个波长转换构件（荧光体轮8、8’）产生具有与入射光源光的波长不同的波长的照明光。

通过这种结构，因为波长转换构件（荧光体轮8、8’）被结合，所以可以获得不同颜色的光源装置。

（补充说明10）

此外，本发明的这些实施例1至11中的图像形成装置包括这里所描述的照明光源装置1、图像生成部分（图像形成元件3）和放大的投影装置（投影透镜4）。

通过这种结构，光源的种类的数目不会增加。但是却可以实现能够获得彩色图像的显示装置。

通过本发明的这种结构，设置有多个固体光源的光源单元可以被有效地冷却。因此，可以获得稳定的照明光。

Claims

1.一种照明光束形成装置，其特征在于，包括：

第一光源单元，所述第一光源单元投射环形光束组，

第二光源单元，所述第二光源单元投射光束，包括所述光束成组的情况，

合成单元，用于合成从所述第一光源单元投射出的所述光束组和从所述第二光源单元投射出的光束，其中，

所述合成单元包括被形成为反射所述光束组中的一个的反射部分、被设置为能够透射所述光束组中的另一个的透射部分，且

当从包括所述反射部分的平面观察两个光束组时，从所述第二光源单元投射出的光束处于从所述第一光源单元投射出的所述光束组的内侧。

2.如权利要求1所述的照明光束形成装置，其特征在于，

当从包括所述反射部分的平面观察所述两个光束组时，一个光束组处于环绕另一个中心的光束组的***处，以致所述光源单元的多个固体光源被排列成环形。

3.如权利要求1所述的照明光束形成装置，其特征在于，

进一步包括分别被设置为将光束组会聚至单个点的会聚部分的聚光元件，所述光束组从每个光源单元的所述多个固体光源投射出，其中，

所述聚光元件中的每一个聚光元件和所述合成单元都被设置为使得每一个聚光元件的所述会聚部分能够重合。

4.如权利要求1所述的照明光束形成装置，其特征在于，

进一步包括光学元件，所述光学元件使得平行光束被分别设置，以致从每个光源单元的所述多个固体光源投射出的光束组作为平行光束被投射到所述合成单元内，其中，

聚光元件被设置为用于将所述合成单元的所述反射部分反射的且透射穿过所述合成单元的所述透射部分的光束会聚至单个点。

5.如权利要求1所述的照明光束形成装置，其特征在于，

所述多个光源单元是所述第一光源单元和所述第二光源单元两个单元，

所述合成单元包括被连续地形成在同一平面上的能够反射两个光束组中的另一个光束组的反射部分、被设置为能够透射所述两个光束组中的一个光束组的透射部分。

6.如权利要求1所述的照明光束形成装置，其特征在于，进一步包括：

共同的散热装置，其中，

所述多个光源单元被设置成使投射光束朝着同一方向被投射出来。

7.如权利要求1所述的照明光束形成装置，其特征在于，

所述光源单元进一步包括分别聚焦从所述多个固体光源投射出的光束的多个准直透镜，所述光源被离散地设置，且

连接所述多个固体光源中的每一个固体光源的中心和所述准直透镜中的每一个准直透镜的中心的线被分别设为光轴，所述准直透镜分别对应于所述多个固体光源，所述多个固体光源和准直透镜被设置为使得所述光轴中的每一根光轴能够被会聚至单个点。

8.如权利要求1所述的照明光束形成装置，其特征在于，

所述光源单元进一步包括分别聚焦从所述多个固体光源投射出的光束的多个准直透镜，所述光源被离散地设置，

所述多个准直透镜的光轴相对于所述多个固体光源中的每一个的光轴分别偏离它们的中心点，以致从所述多个固体光源中的每一个固体光源投射出的光束能够被会聚至单个点。

9.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求1所述的照明光束形成装置被投射出，其中,

入射到所述波长转换构件中的所述光源光产生不同波长的照明光。

10.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求2所述的照明光束形成装置被投射出，其中，

11.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求3所述的照明光束形成装置被投射出，其中,

12.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求4所述的照明光束形成装置被投射的，其中,

13.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求5所述的照明光束形成装置被投射出，其中，

14.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求6所述的照明光束形成装置被投射出，其中，

15.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求7所述的照明光束形成装置被投射出，其中，

16.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求8所述的照明光束形成装置被投射出，其中，

17.一种照明光源装置，其特征在于，包括：

波长转换构件，光源光作为激发光朝向所述波长转换构件且被投射到所述波长转换构件中，所述光源光从如权利要求9所述的照明光束形成装置被投射出，其中，

18.一种图像显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求9所述的照明光源装置，

图像生成部分，和

放大的投影单元。

19.一种图像显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求10所述的照明光源装置，

图像生成部分，和

放大的投影单元。

20.一种图像显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求11所述的照明光源装置，

图像生成部分，和

放大的投影单元。