CN114063376A - 光学***、光源装置及图像投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够紧凑地构成的光学***、光源装置及图像投影装置。光学***(24)、(25)、(26)是具备对光源射出的蓝色光(第一光的一例)进行反射的分色镜(24)，和射入有以分色镜(24)来反射的蓝色光并将蓝色光的至少一部分转换为与蓝色光不同的波长的荧光光后射出的荧光光体单元(26)的荧光光区域(26D)的光学***，分色镜(24)具有透射荧光光的光学特性且具有位于荧光光的光束外的一端33b和位于荧光光的光束内的另一端(33a)，并设置有以一端(33b)来保持分色镜(24)的反光镜支架(30)。

Description

光学***、光源装置及图像投影装置

技术领域

本发明涉及光学***、光源装置及图像投影装置。

背景技术

在专利文献1中公开了一种投影仪，其具备光源装置63、显示元件、投影仪控制机构等，该光源装置63具有荧光轮71，其在能够旋转控制的基材上具有多个分段区域，基材的分段区域的至少一个为反射部，在反射部形成有接受激发光而发出规定的波长频带的荧光体层，未形成荧光体层的分段区域是使光透过的透过部；第一光源，其向荧光体照射可见光区域的激发光；第二光源82，其发出不同于从荧光体层射出的荧光以及从第一光源72射出的激发光的波长频带光；聚光光学***，其将荧光轮71射出的光以及从第二光源82射出的光聚光在同一光路上，以及光源控制机构，其控制第一光源72以及第二光源82的发光。

在专利文献2中公开了一种光源装置2，其具备:射出激发光的激光光源9；在使激发光的一部分透过的同时还接受激发光而发出荧光，并且使激发光和荧光反射的荧光轮12；设置在激光光源9和荧光轮12之间的激发光的光路上的分色镜10，以及设置在荧光轮12和分色镜10之间的激发光的光路上的1/4波片11，分色镜10具有在透过去路的激发光的第一偏振光成分的同时，使返路的激发光的第二偏振光成分和荧光反射的偏振光分离特性。

【专利文献1】(日本)专利第5803470号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够紧凑地构成的光学***、光源装置及图像投影装置。

本发明的一个技术方案涉及一种光学***，其具有对光源射出的第一光进行反射的光学部件，和由光学部件反射的第一光射入并将第一光的至少一部分转换为与第一光不同的波长的第二光后射出的波长转换部，光学***的特征在于：光学部件具有透射第二光的光学特性，并具有位于第二光的光束外的第一端部，和位于第二光的光束内的第二端部，且设有在第二光的光束外保持光学部件的保持部件。

根据本发明，可提供一种能够紧凑地构成的光学***、光源装置及图像投影装置。

附图说明

图1所示是本发明的实施方式所涉及的光源装置中的蓝色激光的光路的概要构成图。

图2所示是本实施方式所涉及的光源装置中的荧光光的光路的概要构成图。

图3A、图3B所示是本实施方式所涉及的分色镜的配置的说明图。

图4A、图4B所示是本实施方式所涉及的光源装置具有的荧光体单元的构成的说明图。

图5A、图5B所示是本实施方式所涉及的分色镜的固定方法的说明图。

图6A、图6B所示是本实施方式所涉及的分色镜的固定方法的变形例的说明图。

图7所示是本实施方式所涉及的分色镜的说明图。

图8A、图8B所示是本实施方式所涉及的固定方法的变形例的说明图。

图9A、图9B所示是本实施方式所涉及的固定方法的变形例的说明图。

图10所示是本实施方式所涉及的固定方法的变形例的说明图。

图11A、图11B所示是本实施方式所涉及的固定方法的变形例的说明图。

图12A、图12B所示是本实施方式所涉及的固定方法的变形例的说明图。

图13所示是具备本实施方式所涉及的光源装置的投影仪装置的概要构成图。

具体实施方式

图1所示是本发明的实施方式所涉及的光源装置20中的蓝色激光的光路的概要构成图。

如图1所示，光源装置20具有依次配置在光的传播方向上的激光光源(激发光源)21、耦合透镜22、第一光学***23、作为光学零件的一例的分色镜24(光学零件的一例)、第二光学***25(导光光学***的一例)、作为波长转换单元的一例的荧光体单元26、折射光学***27、作为光混合元件的一例的光通道29。

激光光源21例如以阵列状来配置多个射出激光的光源。激光光源21例如射出发光强度的中心为455nm的蓝色频带的光(蓝色激光)。以下，蓝色激光被简称为蓝色光。从激光光源21射出的蓝色光是偏光方向为一定方向的线偏振光，也用作激发后述的荧光体单元26所具有的荧光体的激发光。

另外，从激光光源21射出的光只要是能够激发后述的荧光体的波长的光即可，并不限定于蓝色波长频带的光。另外，激光光源21具有多个光源，但并不限定于此，也可以由1个光源来构成。另外，激光光源21可以是在基板上以阵列状来配置多个光源的构成，但并不限定于此，也可以是其他的配置构成。

耦合透镜22是将激光光源21射出的蓝色光射入并转换为平行光(准直光)的透镜。另外，以下所说的平行光不限于完全被准直(平行化)后的光，而是包括大致平行化的光的概念。耦合透镜22的数量只要与激光光源21的光源的数量对应即可，可以根据激光光源21的光源数量的增减来增减。

在本实施方式所涉及的光源装置20中，通过这些激光光源21和耦合透镜22来构成光源单元。例如，激光光源21是由以行和列来配置的多个的激光二极管构成。即，光源单元是由这些激光二极管和被配置在激光二极管的射出面一侧的耦合透镜22来构成。

第一光学***23作为整体具有正屈光力(plus power)，并从激光光源21一侧朝向荧光体单元26一侧依次具有大口径透镜23a和负透镜23b。大口径透镜23a是大口径元件的一个构成例，由具有正屈光力并对从耦合透镜22射出的平行光进行聚光及合成的透镜来构成。负透镜23b是平行化元件的一个构成例，由将通过大口径透镜23a聚光的蓝色光转换为平行光的透镜来构成。第一光学***23使得从耦合透镜22成为大致平行光来射入的蓝色光(激发光)缩径后向分色镜24引导。

分色镜24相对于从第一光学***23射出的蓝色光的传播方向被倾斜地配置。更具体来说就是，沿着从第一光学***23射出的蓝色光的传播方向，前端部以向下方倾斜的状态来配置。分色镜24具有的光学特性是对通过第一光学***23变成大致平行光的蓝色光进行反射以外，还透射由荧光体单元26转换了的荧光光(第二颜色光，第二颜色光的一例)。例如，在分色镜24中实施了具有上述光学特性那样的涂层。

分色镜24具有比第一光学***23的宽度还要短的长度。由于分色镜24的尺寸构成得较短，所以能够使光源装置20小型化。

折射光学***27由对第二光学***25射出的光(蓝色光及荧光光)进行聚光的透镜构成。从荧光体单元26射出的光(蓝色光及荧光光)通过并穿透分色镜24后，由折射光学***27聚光(折射)，并射入光通道29。

对具有这种构成的光源装置20中的蓝色光的光路(以下，适当称为"蓝色光光路")进行说明。所谓蓝色光光路，是指激光光源21射出的激发光之中，由荧光体单元26的反射部反射的光所行进的光路。

从激光光源21射出的蓝色光通过耦合透镜22被转换成平行光。从耦合透镜22射出的蓝色光通过第一光学***23的大口径透镜23a来聚光及合成后，通过负透镜23b被转换为平行光。从负透镜23b射出的蓝色光被分色镜24的反射并朝向第二光学***25。分色镜24构成了对激光光源21射出的蓝色光进行发射的反射面24a。上述激发光的投影像中心的点P形成在分色镜24里。

如上所述，分色镜24的相对于第二光学***25的光轴被配置为偏离到第一光学***23一侧。因此，蓝色光光路射入到第二光学***25(更具体来说就是正透镜25A)靠第一光学***23一侧的一部分上。然后，蓝色光以与第二光学***25的光轴之间具有角度的状态来接近，并从第二光学***25(更具体来说就是正透镜25B)射出。从第二光学***25射出的蓝色光射入到荧光体单元26。

在此，射入到荧光体单元26上的蓝色光假定为射入到反射中。入射到反射部的蓝色光被镜面反射。被反射部镜面反射的蓝色光射入到第二光学***25(更具体来说就是正透镜25B)中与第一光学***23相反侧的部分里。然后，蓝色光以与第二光学***25的光轴之间具有角度的状态来远离，并从第二光学***25(更具体来说就是正透镜25A)射出。

从第二光学***25(更具体来说就是正透镜25A)射出的蓝色光不与分色镜24相交。从荧光体单元26镜面反射的蓝色光的光束构成从荧光体单元26射出的激发光的光束。由于蓝色光的光束不与分色镜24相交，因此能够抑制光利用效率的降低。

在此，分色镜24的一端33b(第一端部的一例)是远离从第二光学***25射出的蓝色光的端部，分色镜24的另一端33a(第二端部的一例)是接近从第二光学***25射出的蓝色光的光束的端部。

不与分色镜24相交而通过的蓝色光射入到折射光学***27。然后，蓝色光以与折射光学***27的光轴之间具有角度的状态来接近，并射入到光通道29。在光通道29的内部被多次反射并均匀化后，射入到配置在光源装置20的外部的照明光学***。

图2所示是本实施方式所涉及的光源装置中的荧光光的光路的概要构成图。

对光源装置20中的荧光光的光路(以下适当称为"荧光光路")进行说明。另外，在图2中，为了便于说明，省略了荧光光的光路的一部分。所谓荧光光路，是指激光光源21射出的激发光之中，在荧光体单元26的波长转换部被波长转换后的光所行进的光路。

从激光光源21射出的蓝色光被引导到荧光体单元26之前，荧光光路与上述蓝色光光路相同。在此，射入到荧光体单元26上的蓝色光假定为射入到波长转换部中。射入波长转换部的蓝色光作为激发光作用于荧光体，并通过荧光体来进行波长转换，例如，在成为包含黄色的波长区域的荧光光的同时，通过反射涂层和荧光体层的作用来被朗伯反射(Lambertian reflectance)。

通过波长转换部被朗伯反射的荧光光通过第二光学***25被转换成平行光。从第二光学***25射出的荧光光穿透分色镜24并射入到折射光学***27。

在此，分色镜24的一端33b位于荧光光的光束外，分色镜24的另一端33a位于荧光光的光束内。

然后，荧光光以与折射光学***27的光轴之间具有角度的状态来接近，并射入到光通道29。在光通道29的内部被多次反射并均匀化后，射入到配置在光源装置20的外部的照明光学***。

这样，在本实施方式所涉及的光源装置20中，是使得激光光源21射出的蓝色光的光路在荧光体单元26的反射前和反射后为不同的。更具体来说就是，是以从激光光源21投影到分色镜24上的蓝色光的投影像中心的点和从荧光体单元26反射的蓝色光的光束为不相交的方式来形成蓝色光光路的。由此，由于从荧光体单元26射出的蓝色光的光束不与从激光光源21射出的蓝色光的投影像中心相交，因此能够防止蓝色光穿透分色镜24上的同一部位，所以能够抑制因聚光密度的上升导致的分色镜24破损的情况，并能够提高可靠性。

另外，由于不需要为了分离从荧光体单元26射出的激发光的光路而准备位相延迟器或偏振光分离元件(偏振分光镜)等特别的光学元件，所以就能够减少零件数量，降低制造成本，同时能够使光源装置20小型化。更进一步地，由于不使用对位相延迟器和偏振光分离元件等的偏振进行操作的光学零件，所以能够抑制光学零件的反射率、透射率和吸收率等引起的光利用效率的降低。

更进一步地，在本实施方式所涉及的光源装置20中，从激光光源21射出的蓝色光是偏振方向为一定的方向的线偏振光。另外，具有多个激光光源21的光源单元被配置为线偏振光的朝向全部相同。因此，从光源单元射出的光的线偏振光的方向是一致的。线偏振光的方向可以由配置光源单元的方向来确定。当光源单元对应于光通道29的倾斜来倾斜时，线偏振光的方向会改变。这样，在线偏振光的朝向发生变化的情况下，在通过偏振光分离元件等来操作偏振光的构成时，穿透偏振光分离元件时的光利用效率可能会降低。在本实施方式所涉及的光源装置20中，由于不采用操作偏振光的构成，所以能够防止激光光源21的倾斜引起的光利用效率的降低。

图3所示是本实施方式所涉及的分色镜24的配置的说明图。图3是从折射光学***27的位置沿第二光学***的光轴方向(从图1及图2的垂直方向的上方)看到的分色镜24及第二光学***25的图。从荧光体单元26射出的荧光光从图3的纸面里侧向跟前侧传播，并作为通过第二光学***25来转换为平行光的荧光光的光束71后，朝着折射光学***27射出。分色镜24被配置成与从第二光学***25的正透镜25A射出的荧光光的光束72重叠。分色镜24被配置成其一端33b位于荧光光的光束72之外。分色镜24的另一端33a被配置在荧光光束72中。

被荧光体单元26反射的蓝色光射入到第二光学***25，并从正透镜25A作为蓝色光的光束71，从图3纸面的里侧向跟前侧传播，射入到折射光学***27。分色镜24以不与蓝色光的光束71重叠的方式来配置在蓝色光的光束71的外侧。分色镜24相对于第二光学***25的光轴25C，被配置在蓝色光的光束71的相反侧。

荧光光的光束72中，与分色镜24重叠的荧光光透过分色镜24，但一部分被分色镜反射或吸收，因此强度变弱。因此，荧光光的光束72相对于第二光学***25的光轴25C具有非对称的强度分布。在图3所示的分色镜的配置中，相对于光轴25C的一端33b的一侧(图3的左侧)的强度变弱，相对于光轴25C的一端33b的相反侧(图3的右侧)的强度变强。

图3A的配置是分色镜24的短边方向的中心线33与第二光学***25的光轴25C重叠的例子。通过这样的配置，能够使荧光光束72的强度分布相对于分色镜24的短边方向的中心线33为对称，从而能够使从折射光学***27射出的荧光光的强度分布更均匀。

图3B是将分色镜24的短边方向的中心线从光轴25C错开来配置的例子。由于分色镜24的中心相对于光轴25C向图3b的上方偏移，因此荧光光的光束72的强度分布在图3b的右下侧变强。此时，在不改变分色镜24的朝向的情况下，蓝色光的光束71的光路是不变的。因此，图3B的分色镜24的配置能够与光源21或第一光学***23的配置无关地来调整荧光光的光束72的强度分布。由此，能够根据光通道29的配置来调整从折射光学***27射出的荧光光的角度分布。此时，如上所述，能够不受光源21或第一光学***23的配置的影响地来调整荧光光的分布。

图4A、图4B所示是本实施方式所涉及的光源装置具有的荧光体单元的构成的说明图。在图4A中，从蓝色光的射入方向来表示荧光体单元26，在图4B中，从与蓝色光的射入方向正交的方向来表示荧光体单元26。另外，图4A、图4B所示的荧光体单元26的构成所示是一例，并不限定于此，可以进行适当变更。

如图4A、图4B所示，荧光体单元26具有圆盘部件(基板)26A，以及通过圆盘部件26A的中心并将垂直于该圆盘部件26A的平面的直线作为旋转轴26B来旋转驱动的驱动电动机(驱动部)26C。圆盘部件26A例如可以使用透明基板或金属基板(铝基板等)，但并不限定于此。

荧光体单元26(圆盘部件26A)的圆周方向的大部分(第一实施方式中大于270°的角度范围)被划分为荧光区域26D，圆周方向的小部分(第一实施方式中小于90°的角度范围)被划分为激发光反射区域26E。另外，激发光反射区域26E是对通过分色镜24反射的激发光进行反射(或漫反射)的第一区域，构成了反射部的一例。荧光区域26D是将通过分色镜24反射的激发光进行转换并射出荧光光的区域，构成了波长转换部的一例。荧光区域26D的构成是从下层一侧朝向上层一侧依次层叠了反射涂层26D1、荧光体层26D2和防反射涂层(AR涂层)26D3。

反射涂层26D1具有对荧光体层26D2的荧光光(发光光)的波长区域的光进行反射的特性。在圆盘部件26A由反射率高的金属基板来构成的情况下，也可以省略反射涂层26D1。换句话说就是，也可以使圆盘部件26A具有反射涂层26D1的功能。

作为荧光体层26D2，例如可以是，将荧光体材料分散到有机/无机的粘结剂内、直接形成荧光体材料的结晶、或使用Ce:YAG系等的稀土类荧光体。另外，荧光体层26D2构成了将激发光的至少一部分转换为与激发光不同波长的荧光光并射出的波长转换部件的一例。荧光体层26D2的荧光光(发光光)的波长频带例如可以使用黄色、蓝色、绿色、红色波长频带，在第一实施方式中是以使用具有黄色波长频带的荧光光(发光光)的情况为例来说明的。另外，在本实施例中，作为波长转换元件使用的是荧光体，但也可以使用磷光体、非线性光学晶体等。

防反射涂层26D3具有防止光在荧光体层26D2的表面上反射的特性。

在激发光反射区域26E上层叠有反射涂层(反射面)2E1，该反射涂层26E1具有反射从第二光学***25引导来的蓝色光的波长区域的光的特性。在圆盘部件26A由反射率高的金属基板来构成时，也可以省略反射涂层26E1。换句话说就是，也可以使圆盘部件26A具有反射涂层26E1的功能。

通过驱动电动机26C来旋转驱动圆盘部件26A，荧光体单元26上的蓝色光的照射位置就随着时间而移动。其结果是，射入到荧光体单元26里的蓝色光(第一颜色光，第一颜色光的一例)的一部分在荧光区域(波长转换区域)26D被转换成与蓝色光(第一颜色光)的波长不同的荧光光(第二颜色光)并射出。另一方面，射入到荧光体单元26中的蓝色光的其他部分在激发光反射区域26E直接以蓝色光来被反射并射出。

另外，在荧光区域26D和激发光反射区域26E的数量、范围等中具有自由度，可以进行各种设计变更。例如，也可以将各两个的荧光区域和激发光反射区域以在圆周方向间隔90°的方式来交替配置。

图5A、图5B所示是本实施方式所涉及的分色镜24的固定方法的说明图。

分色镜24是具有光学上使用的区域和光学上不使用地用于保持分色镜24的区域的构成，通过支承(保持)分色镜24的反光镜支架30(保持部件的一例)和按压分色镜24的反光镜按压件31来固定。固定方法除了图示的构成以外，也可以是粘接固定、通过螺钉等的对分色镜24的直接固定。

如图2所示，分色镜24的一端33b位于从第二光学***25射出的荧光光的光束外。一端33b包含在光学上不使用的区域、即光学上不需要发挥作用的区域里。反光镜支架30保持该光学上不需要发挥作用的区域。

如图2所示，分色镜24的另一端33a位于从第二光学***25射出的荧光光的光束内，并且没有被反光镜支架30保持。

如图5B所示，在反光镜支架30中形成有开口30A，从图2所示的第二光学***25射出的荧光光的光束通过开口30A。

另外，从图1所示的第二光学***25射出的蓝色光通过的是反光镜支架30的开口30A中的不与分色镜24重叠的区域。

图6A、图6B所示是本实施方式所涉及的分色镜24的固定方法的变形例的说明图。

在图5A、图5B中，反射镜支架30是以一端33b露出的方式来保持分色镜24的，但在图6A、图6B中，反射镜支架30是以一端33b不露出的方式来保持分色镜24的。

图7所示是本实施方式所涉及的分色镜24的说明图。

下面说明分色镜24与通过反光镜的X方向的第一直线32、通过反光镜的Y方向的第二直线33的关系。分色镜24在透明基材例如玻璃或蓝宝石等的表面实施偏振光分离膜或波长选择性滤波器功能或反射膜等光学功能。特别是在根据波长进行透射或反射的分色镜区域中，在表面上设置有根据波长区域进行透射或反射的光学薄膜。在其表面上定义了虚拟的两条直线(32,33)。

例示的是第二直线33作为沿着分色镜24的长边方向的直线，第一直线32作为沿着分色镜24的短边方向的直线，两者相互正交的情况。第一直线32是分色镜24的长边方向的中心线，第二直线33也是分色镜24的短边方向的中心线。

在两条假想的直线上存在有光学元件的端部，存在各个端部33a、33b、32a、32b。

如前所述地，一端33b位于从第二光学***25射出的荧光光的光束外，由反光镜支架30保持。

如前所述地，另一端33a位于从第二光学***25射出的荧光光的光束内，没有被反光镜支架30保持。

更进一步地，如图5A、图5B和图6A、图6B所示，一端32b和另一端32a也位于从第二光学***25射出的荧光光的光束内，并且没有被反光镜支架30保持。

从激光光源21射出的蓝色光射入到分色镜24的反射面24a的位置也可以是以在假想的第一直线32的方向上成为中心的方式来配置分色镜24。分色镜24的另一端33a在位于荧光光的光束内的同时，还位于蓝色光的光束内。因此，分色镜24通过照射有荧光光及蓝色光，反射面24a一侧的温度就上升。分色镜24由于单面的温度上升而产生变形，反射面24a弯曲。即使这样在反射面24a产生弯曲的情况下，反射面24a的第一直线32的方向的中心部附近的相对于蓝色光的光束的角度的变化，与反射面24a的第一直线32的方向的端部(反射面24a的端部32a或32b的附近)相比变小。因此，即使分色镜24的温度上升，由反射面24a反射的蓝色光的射出方向的变化也变小。由此，本实施方式的光学***能够使蓝色光的光束的射出方向稳定。

为了使蓝色光的光束的中心成为分色镜24的第一直线32的方向的中心，只要以第一光学***23的光轴在分色镜24的假想线32的方向的中心与反射面24a相交的方式来配置第一光学***23和分色镜即可。用图6A、图6B的变形例来说明就是，分色镜24的第一直线32和第二直线33的交点与第一光学***的光轴相交。

假想的第一直线32和第二直线33定义为相互是大致90度的角度，但不限于此。

另外，光学元件也以长方形为例进行了说明，但也可以是正方形、多边形、圆形或椭圆。只要设计成适合于单元构图的光学元件的形状即可。

图8A、图8B所示是本实施方式所涉及的分色镜24的固定方法的变形例的说明图。分色镜24由反光镜支架30和反光镜压板31夹持，并通过用螺钉35将反光镜压板31紧固在反光镜支架30上来固定。在反光镜支架30中设置有对应于分色镜24的形状的凹部34c。通过凹部34c的底面与分色镜24的反射面24a抵接，来决定反射面24a的角度。凹部34c在除了分色镜的一端33b侧的相反侧以外的三个方向上设有壁部。这些凹部34c的壁部与分色镜24的侧面嵌合。更进一步地，在凹部34c的底面设置有突起部34a，并在分色镜24里设置有孔34b。通过突起部34a与孔34b的嵌合，就能够决定与分色镜24的反射面24a平行的方向的位置。这里，凹部34c、孔34b、突起部34a是决定分色镜24相对于反光镜支架30的位置来确定位置的定位部件的一例。通过这些定位部件，即使在对光学***施加冲击或振动的情况下，也不会产生水平方向的位置偏移，因此蓝色光的光束和分色镜就不会干涉，从而能够使光学***射出的蓝色光的光量稳定。

图9A、图9B所示是本实施方式所涉及的分色镜24的固定方法的其他变形例的说明图。分色镜24与图8A、图8B同样地是与凹部34c嵌合，并通过反光镜支架30和反光镜压板31的夹持来定位和固定。在反光镜支架30的凹部的侧面设置有突起部34d，在分色镜24的侧面设置有切口部34e。切口部34e通过与突起部34d的嵌合，就能够决定分色镜24和反光镜支架30的位置。

图10是说明在图9A、图9B的实施方式中追加了施力部件的变形例的图。在图10的变形例的分色镜24中设置有与图9A、图9B的变形例相同的切口部34h。从垂直于分色镜的反射面24a的方向来看，切口部34h是V字型的形状。在反光镜支架30上设置有施力部件34f。在施力部件34f上设有突起部34g来与切口部34h嵌合。施力部件34f通过未图示的板簧等施力机构对分色镜24施力来将其按压到反光镜支架30的基准面的一例即壁部34i上。这里，突起部34g的形状为半圆状，并且突起部34g的圆弧与切口部34h的V字的两面以两点来抵接。分色镜24与图9A、图9B的变形例同样，是通过反光镜支架30和反光镜压板31的夹持来固定的。通过这样地设置施力部件34f，即使在因温度变化而导致分色镜24的外形变动的情况下，也能够正常地保持分色镜24的位置。

图11A、图11B所示是本实施方式所涉及的分色镜24的固定方法的其他变形例的说明图。与图8A、图8B的变形例同样地，分色镜24与凹部34c嵌合，并通过反光镜支架30和反光镜压板31的夹持来固定。在图11A、图11B的变形例中，分色镜24的端面34j和端面34k与凹部的壁部34i和壁部34m抵接。端部34k不与端部34j平行，壁部34m不与壁部34i平行。分色镜24被配置成与凹部34c嵌合后，通过未图示的施力机构将分色镜24的一端33b侧向箭头34n所示的方向施力。由于端面34j和端面34k为锥形状，壁部34i和壁部34m为锥形状，因此，通过对分色镜24的施力就确定了与反射面24a平行的方向的位置。由于分色镜24始终被施力，因此即使因振动或冲击而使位置暂时偏移，也会因施力而再次被定位，因此能够长时间维持稳定的位置。另外，由于图11A、图11B的分色镜24不需要特殊形状的切口部或孔的加工，所以能够简单地制造分色镜。

图12A、图12B所示是本实施方式所涉及的分色镜24的固定方法的其他变形例的说明图。图12A、图12B的变形例与图10所示的固定方法同样地，是通过反光镜支架30和反光镜压板31来夹持而固定分色镜24的，不同点在于，如图12B所示，分别在分色镜24和反光镜支架30之间、分色镜24和反光镜压板31之间具有传热部件36。传热部件36被配置为紧贴在分色镜24的上下，通过反光镜支架30和反光镜压板31与分色镜24一起被夹持。配置在反光镜支架30和分色镜24之间的传热部件36通过分别与分色镜24和反光镜支架30的紧密相接来进行热接触。同样地，被配置在反光镜压板31与分色镜24之间的传热部件通过分别与分色镜24和反光镜压板31的紧密相接而热接触。由于分色镜24被射入的蓝色光或荧光光加热，因此温度会上升。特别是从荧光光体单元26射出的荧光光，因为包含有红外线，因此容易加热分色镜24。因此，分色镜24的光射入一侧的面被射入的蓝色光或荧光光加热而温度上升。在分色镜24的温度上升的情况下，由于分色镜24的基板的材质或涂层的材质的热膨胀，分色镜24会变形。特别是，在分色镜24的单面的温度变高的情况下，通过分色镜24的单面的热膨胀引起的应力，分色镜24会翘曲或变形。在分色镜变形的情况下，由于反射面24a的角度会改变，因此对射入的蓝色光进行反射的方向就会改变。另外，当分色镜24的温度变化大时，分色镜24相对于反光镜支架的位置就会变动，从而产生位置偏移的问题。

由于图12A、图12B的变形例是将传热部件36配置在分色镜24和反光镜支架30、反光镜压板31的之间，所以能够将分色镜24的热有效地传热到反光镜支架30和反光镜压板31，所以能够降低分色镜24的温度上升。由此，能够减小分色镜24的位置偏移或变形。

传热部件36的材料优选为导热率高且与分色镜24及反光镜支架30的密接性高的材料。例如，优选使用铝、锡、焊锡等的刚性较低的金属，或导热率高的薄膜状的树脂及导热性高的橡胶材料等。

传热部件36既可以配置在分色镜24的两侧，也可以配置在单侧。在将传热部件36配置在两侧的情况下，能够有效地对分色镜24的热进行传热，因此能够抑制分色镜24的温度上升。在将传热部件36配置在分色镜24与反光镜压板31之间的情况下，因为分色镜24的热难以向反光镜支架一侧传热，因此能够抑制反光镜支架30的温度上升。在这种情况下，由于能够抑制因反光镜支架30的温度上升而导致反光镜支架的变形，因此分色镜24的位置就稳定。

图12A、图12B的反光镜压板31或反光镜支架30可以是散热部件。既可以在反光镜压板31或反光镜支架30上形成散热用的散热片，也可以形成空冷用的风扇或水冷用的冷却水的流路等。

图13所示是具有第一实施方式所涉及的光源装置20的投影仪装置(图像投影装置)1的概要构成图。

投影仪装置1包括框体10、光源装置20、照明光学***130、图像形成元件(图像显示元件)40、投影光学***50和冷却装置60。壳体10容纳光源装置20、照明光学***130、图像形成元件40、投影光学***50和冷却装置60。

照明光学***130通过光源装置20的光通道29所均匀化后的光来大致均匀地照明图像形成元件40。照明光学***130具有例如1个以上的透镜和1面以上的反射面等。

图像形成元件40通过调制由照明光学***130照明的光(来自光源装置20的光源光学***的光)来形成图像。图像形成元件40例如由数字微镜器件(DMD)或液晶显示元件构成。图像形成元件40与照明光学***130所照射的光(蓝色光、绿色光、红色光、黄色光)同步地驱动微小镜面并生成彩色图像。

投影光学***50将图像形成元件40形成的图像(彩色图像)放大投影到的屏幕(被投影面)上。投影光学***50例如包括1枚以上的透镜。冷却装置60对带有投影仪装置1内的热的各元件及装置进行冷却。

●总结●

如上所述，本发明的一个实施方式所涉及的光学***24、25、26是具备对光源射出的蓝色光(第一光的一例)进行反射的分色镜24(光学部件的一例)，和射入有以分色镜24来反射的蓝色光并将蓝色光的至少一部分转换为与蓝色光不同的波长的荧光光(第二光的一例)后射出的荧光光体单元26的荧光光区域26D(波长转换部的一例)的光学***，分色镜24具有透射荧光光的光学特性且具有位于荧光光的光束外的一端33b(第一端部的一例)和位于荧光光的光束内的另一端33a(第二端部的一例)，并设置有在荧光光的光束外保持分色镜24的反光镜支架30(保持部件的一例)。作为一例，反光镜支架30通过一端33b来保持分色镜24。

由此，与在荧光光的光束外来保持分色镜24的两端的情况相比，光学***能够紧凑地来构成。

另一端33a位于一端33b的相反侧。由此，光学***能够在连结另一端33a和一端33b的方向上紧凑地构成。

位于荧光光的光束内的第二端部不仅包括位于一端33b的相反侧的另一端33a，还包括位于与连接一端33b和另一端33a的直线33正交的直线32上的一端32b和另一端32a。由此，光学***能够在直线33的方向及直线32的方向上紧凑地构成。

射入分色镜24的蓝色光的中心位置位于一端32b和另一端32a的中点。由此，即使分色镜24的温度上升，由反射面24a反射的蓝色光的射出方向的变化也变小，从而能够使蓝色光的光束的射出方向稳定。

分色镜24在另一端33a没有被保持。由此，就防止了因在另一端33a设置保持部件而导致荧光光的品质的降低。

分色镜24在位于荧光光的光束内的部分没有被保持。由此，就防止了因设置保持部件而导致荧光光的品质的降低。

分色镜24的光学上不需要发挥作用的一端33b的保持结构优选通过粘接或夹入来保持。

优选设置用于保护分色镜24的光学上不需要发挥作用的一端33b和分色镜24的光学上发挥作用的部分的结构。

具有对通过分色镜24反射的蓝色光进行反射的荧光体单元26的激发光反射区域26E(反射部的一例)，并且分色镜24位于由激发光反射区域26E反射的蓝色光的光束之外。

由此，通过分色镜24，由激发光反射区域26E反射的蓝色光的品质的降低得到了防止。

分色镜24在接近由激发光反射区域26E反射的蓝色光的光束的端部即另一端33a没有被保持。由此，与在接近由激发光反射区域26E反射的蓝色光的光束的端部即另一端33a保持分色镜24的情况相比，光学***能够紧凑地构成。

分色镜24和反光镜支架30也可以具备决定相互位置的定位部即孔34a和突起部34b。由此，通过分色镜的孔34b与反光镜支架的突起部34a的嵌合，分色镜24的位置稳定，并能够防止由分色镜24反射的蓝色光的品质的降低。

分色镜24也可以具备切口部34e来作为定位部，反光镜支架30也可以具备与切口部34e嵌合的突起部34d。由此，能够防止分色镜24相对于反光镜支架30位置偏移，并防止由分色镜24反射的蓝色光的品质的降低。

反光镜支架30也可以具备对分色镜24施力的施力部件34f。由此，由于分色镜24被施力而与反光镜支架30的基准面34i抵接，因此能够使分色镜24的位置稳定，并能够防止蓝色光的品质的降低。

在反光镜支架30和分色镜24之间具有传热部件36。或者，反光镜支架30具备对分色镜24的热进行散热的散热部件。由此，能够减小分色镜24的位置偏移或变形。

在分色镜24和荧光区域26D之间具备将分色镜24反射的蓝色光向荧光区域26D导光的第二光学***25(导光光学***的一例)，第二光学***25将从荧光区域26D射入的荧光光转换为平行光并射出，第二光学***25的光轴位于分色镜24的一端32b及另一端32a的中间。由此，能够使荧光光束72的强度分布相对于分色镜24的短边方向的中心线33为对称。

在分色镜24和荧光区域26D之间具备将分色镜24反射的蓝色光向荧光区域26D导光的第二光学***25，第二光学***25将从荧光区域26D射入的荧光光转换为平行光并射出，第二光学***25的光轴偏离于分色镜24的一端32b及另一端32a的中间。由此，能够与光源21或第一光学***23的配置无关地来调整荧光光的光束72的强度分布。

光源装置20通过具备激光光源21(光源的一例)和上述光学***，能够紧凑地构成。

投影仪装置1(图像投影装置的一例)通过具有光源装置20、将光源装置20射出的光向图像显示元件引导的照明光学***130，以及对使用照明光学***130所引导的光通过图像显示元件40来生成的图像进行投影的投影光学***50，能够紧凑地构成。

Claims (17)

1.一种光学***，其具有对光源射出的第一光进行反射的光学部件，和由所述光学部件反射的所述第一光射入并将所述第1光的至少一部分转换为与所述第1光不同的波长的第二光后射出的波长转换部，所述光学***的特征在于：

所述光学部件具有透射所述第二光的光学特性，并具有位于所述第二光的光束外的第一端部，和位于所述第二光的光束内的第二端部，且设有在所述第二光的光束外保持所述光学部件的保持部件。

2.根据权利要求1所述的光学***，其特征在于：

所述保持部件在所述第一端部保持所述光学部件。

3.根据权利要求1或2所述的光学***，其特征在于：

所述第二端部位于所述第一端部的相反侧。

4.根据权利要求1或2所述的光学***，其特征在于：

所述第二端部包括位于所述第一端部的相反侧的端部、以及位于与连接所述第一端部和位于所述第一端部的相反侧的端部的直线正交的直线上的两端部。

5.根据权利要求4所述的光学***，其特征在于：

射入所述光学部件的所述第一光的中心位置位于所述两端部的一端部与另一端部的中点。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学***，其特征在于：

所述光学部件在所述第二端部不被保持。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学***，其特征在于：

所述光学部件在位于所述第二光的光束内的部分不被保持。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学***，其特征在于：

具备反射部来反射由所述光学部件反射的所述第一光，

所述光学部件位于由所述反射部反射的所述第一光的光束之外。

9.根据权利要求8所述的光学***，其特征在于：

所述第二端部是靠近由所述反射部反射的所述第一光的光束的端部。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的光学***，其特征在于：

所述光学部件具有反射所述第一光的反射面，

并且所述光学部件具有定位部来确定所述光学部件相对于所述保持部件为平行于所述反射面的方向的位置。

11.根据权利要求10所述的光学***，其特征在于：

所述保持部件具有将所述光学部件向与所述反射面平行的方向施力的施力部件。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的光学***，其特征在于：

所述保持部件在与所述光学部件之间具有传热部件。

13.根据权利要求6至12中任一项所述的光学***，其特征在于：

所述保持部件具备对所述光学部件的热进行散热的散热部件。

14.根据权利要求4所述的光学***，其特征在于：

在所述光学部件与所述波长转换部之间具有将通过所述光学部件反射的所述第一光向所述波长转换部进行导光的导光光学***，

所述导光光学***将从所述波长转换部射入的所述第二光转换为平行光并射出，

所述导光光学***的光轴位于所述光学部件的所述两端部的一端部与另一端部的中间。

15.根据权利要求4所述的光学***，其特征在于：

在所述光学部件与所述波长转换部之间具有将通过所述光学部件反射的所述第一光向所述波长转换部进行导光的导光光学***，

所述导光光学***将从所述波长转换部射入的所述第二光转换为平行光并射出，

所述导光光学***的光轴偏离于所述光学部件的所述两端部的一端部与另一端部的中间。

16.一种光源装置，其特征在于包括：

所述光源和权利要求1至15中任一项所述的光学***。

17.一种图像投影装置，其特征在于包括：

权利要求16所述的光源装置；

将所述光源装置射出的光向图像显示元件引导的照明光学***，以及

对使用由所述照明光学***引导的光来通过所述图像显示元件生成的图像进行投影的投影光学***。

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