CN115047702A - 导光部件、光源装置、投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能够提供高光利用效率的导光元件、光源装置及投影装置。导光部件将从不同方向入射的多束收敛光偏转到射出方向，将该多束收敛光会聚到与射出方向垂直的聚光面上合成，其中具备第一偏转部，将从第一方向入射的第一收敛光偏转到所述射出方向，在聚光面上形成第一聚光部；第二偏转部，将从第二方向入射的第二收敛光偏转到射出方向，在聚光面上形成第二聚光部；第三偏转部，将从第三方向入射的第三收敛光偏转到射出方向，在聚光面上形成第三聚光部，第一偏转部以平行于第一聚光部长轴的方向为轴偏转第一收敛光，第二偏转部以平行于第二聚光部长轴的方向为轴偏转第二收敛光，第三偏转部以平行于第三聚光部长轴的方向为轴偏转第三收敛光。

Description

导光部件、光源装置、投影装置

技术领域

本发明涉及导光元件、光源装置以及投影装置。

背景技术

现在，各种放大投影映像的投影仪(一例投影装置)广泛普及。投影仪将从光源射出的收敛光会聚到DMD(Digital Mirror Device)或液晶显示元件之类的光空间调制元件(图像显示元件)上，而后将经过光空间调制元件根据影像信号调制的射出光(反射光)作为彩色影像显示在屏幕上。

以往，投影仪主要使用高亮度的超高压水银灯等，但由于寿命短，需要频繁维护，还需要控制有害物质水银的使用用以顾虑环境，为此，逐渐转向使用激光光源或LED(LightEmitting Diode)光源等固体光源。激光光源或LED光源寿命长，由于其单色性而使得色再现性能良好，因此，今后搭载超高压水银灯的投影仪只能在特殊用途中使用，市场上大部分投影仪都将改换为固体光源。

但是，为了将彩色映像投影到屏幕上，至少需要三原色的照明光源，虽然可以用激光光源生成所有三原色，但是由于绿色激光器和红色激光器的发光效率比蓝色激光器低，因此在效率和高亮度方面不理想。为此，将蓝色激光作为激发光照射荧光体，用经过荧光体波长变换的荧光光生成红色光和绿色光的方式成为主流。进而，为了实现高亮度，开发了采用上述方式的多个单元来合成该多个单元所得到的荧光光的技术。

专利文献1：JP特开2017-142482号公报

专利文献2：JP特开2005-531033号公报

但是，在用合成多个单元得到的荧光光的方式合成三个以上单元的荧光光时，合成时的光线的光路彼此相邻，因此，合成多个单元得到的荧光光的合成装置和荧光光的光路发生干涉，受到合成装置排斥的荧光光变多，难以提高光的利用效率。

发明内容

本发明是鉴于上述问题提出的技术方案，其目的在于提供高光利用效率的导光元件、光源装置、以及投影装置。

为了解决上述课题，达到上述目的，本发明提出一种导光部件，其将从不同方向入射的多束收敛光偏转到射出方向，将该多束收敛光会聚到与该射出方向垂直的聚光面上合成，其中具备第一偏转部，将从第一方向入射的第一收敛光偏转到所述射出方向，在所述聚光面上形成第一聚光部；第二偏转部，将从与所述第一方向不同的第二方向入射的第二收敛光偏转到所述射出方向，在所述聚光面上形成第二聚光部；以及第三偏转部，将从与所述第一方向和所述第二方向不同的第三方向入射的第三收敛光偏转到所述射出方向，在所述聚光面上形成第三聚光部，所述第一偏转部以平行于所述第一聚光部的长轴的方向为轴，偏转所述第一收敛光，所述第二偏转部以平行于所述第二聚光部的长轴的方向为轴，偏转所述第二收敛光，所述第三偏转部以平行于所述第三聚光部的长轴的方向为轴，偏转所述第三收敛光。

本发明的效果在于，能够提供高光利用效率的导光元件、光源装置以及投影装置。

附图说明

图1是第一实施方式涉及的光源装置的一例构成示意图。

图2A是第一实施方式涉及的光源装置的一例构成示意图。

图2B是第一实施方式涉及的光源装置2所具有的反射镜与光隧道的一例位置关系的示意图。

图3是第一实施方式涉及的光源装置的合成部形成位置上从x轴方向看到的yx平面内的一例光强度分布图。

图4A是第二实施方式涉及的光源装置的一例构成示意图。

图4B是第二实施方式涉及的光源装置所具有的反射镜与光隧道的一例位置关系示意图。

图5是第二实施方式涉及的光源装置的一例构成示意图。

图6是第二实施方式涉及的光源装置具有的一例反射部的示意图。

图7是第二实施方式涉及的光源装置具有的一例反射部的示意图。

图8A是第二实施方式涉及的光源装置的从合成部形成位置上x轴方向看到的yx平面内的一例光强度分布图。

图8B是是第二实施方式涉及的光源装置的从合成部形成位置上x轴方向看到的yx平面内的一例光强度分布图。

图9是变形例一涉及的光源装置的一例构成的示意图。

图10是变形例一涉及的光源装置具有的一例反射部的斜视图。

图11A是变形例一涉及的光源装置所具有的一例棱镜及光隧道的斜视图。

图11B是变形例一涉及的光源装置具有的棱镜以及光隧道一例的截面图。

图12A是第三实施方式涉及的光源装置的一例构成的示意图。

图12B是第三实施方式涉及的光源装置具有的反射镜与光隧道的一例位置关系的示意图。

图13是第三实施方式涉及的光源装置具有的波长变换部的一例构成的示意图。

图14是第三实施方式涉及的光源装置中波长变换部所形成的一例激发光照射光点形状的示意图。

图15是第三实施方式涉及的光源装置中波长变换部发出的一例荧光光的示意图。

图16是具有第一至第三实施方式的光源装置的投影装置的一例构成的示意图。

图17是变形例二涉及的光源装置中一例收敛光照射在合成部形成位置上的示意图。

图18是变形例三涉及的光源装置中一例收敛光照射在合成部形成位置上的示意图。

图19是变形例四涉及的光源装置中一例收敛光照射在合成部形成位置上的示意图。

图20是变形例五涉及的光源装置中一例收敛光照射在合成部形成位置上的示意图。

具体实施方式

以下参考附图，详述导光元件、光源装置以及投影装置的实施方式。

〈第一实施方式〉

图1是第一实施方式涉及的光源装置的一例构成的示意图。图1显示了从y轴方向看到的zx平面上光源装置2的一例构成。本实施方式的光源装置2至少在三处具有发光部P1～P3(以下在不区别发光部P1～P3的情况下称为发光部P)，通过与各发光部P对应的聚光光学***LS1～LS3(以下，在不区别聚光光学***LS1～LS3的情况下，记为聚光光学***LS)，各发光部P发出的光(收敛光)会聚到合成部形成位置(一例聚光面)。在此，合成部形成位置位于与yz平面平行的面内。在本实施方式中，发光部P1～P3以及聚光光学***LS1～LS3为一例射出多个收敛光的多个光源部，起到多个光源部的作用。

聚光光学***LS1～LS3分别具有聚光元件L1～L3。聚光元件L1、L2设置在发光部P1～P3各自发出的收敛光的光路中离该发光部P1～P3最近的位置，使发光部P1～P3发出的收敛光的光束基本平行。聚光元件L3将通过聚光元件L1、L2基本成为平行的光束会聚到合成部形成位置。发光部P的位置与合成部形成位置为共轭关系。聚光光学***LS1～LS3不限于图1所示的构成，发光部P发出的收敛光可以一旦在聚光元件L2和聚光元件L3之间会聚。

发光部P1发出的收敛光从聚光光学***LS1的聚光元件L3射出后，在其会聚途中受到反射部R1反射，被弯折到x轴方向(一例射出方向)，会聚到合成部形成位置。即，反射部R1是一例第一偏转部，例如为反射面，将从z轴方向(正(+)方，一例第一方向)入射的收敛光偏转到x轴方向，在合成部形成位置上形成共轭像S1(参件图3，一例第一聚光部)。

从发光部P2发出的收敛光同样从聚光光学***LS2的聚光元件L3射出后，在会聚途中受到反射部R2反射，被弯折到x轴方向，会聚合成部形成位置。即，反射部R2是一例第二偏转部，例如为反射面，将与z轴方向的+方不同的方向(换言之，与z轴方向的+方相反的方向)的z轴方向(负(－)方，一例第二方向)入射的收敛光偏转到x轴方向，在合成部形成位置上形成共轭像S2(参见图3，一例第二聚光部)。

也就是说，本实施方式中的反射部R1、R2起到导光元件的作用，为一例将从不同方向入射的多个收敛光偏转到x轴方向，将多个收敛光会聚到与x轴方向垂直的合成部形成位置上合成。

发光部P3发出的光从聚光光学***LS3的聚光元件L3射出后，被会聚到合成形成位置。聚光光学***LS1～LS3既可以是彼此相同的光学***，也可以是各自不同的光学***。

本实施方式涉及的光源装置2设有光隧道LT，光隧道LT的入射口被设置在合成部形成位置。合成部形成位置上形成发光部P1～P3发出的收敛光的共轭像S1～S3(参见图3)，该共轭像S1～S3形成构成一个光源的合成部(例如基本上呈矩形的合成部)。会聚在该合成部的光束入射光隧道LT，在光隧道LT内多次反射，光隧道LT出口处的光强分布比光隧道LT入射口处的光强分布均匀。在此，光隧道LT起到光均化元件的作用，该光均化元件在合成部形成位置的附近具有矩形入射口(一例开口部)。

图2A是第一实施方式涉及的光源装置的一例构成的示意图。图2A显示了从x轴方向看到的yz平面上光源装置2的一例构成。图2B是第一实施方式的光源装置2具有的反射镜和光隧道之间的一例位置关系的示意图。从位于横向(z轴方向)的发光部P1以及发光部P2发出的光束受到反射部R1、R2反射，被弯折到与合成部形成位置垂直的方向(x轴方向)。

光隧道LT和反射部R1、R2的位置关系如图2B所示，反射部R1、R2位于光隧道LT的中央部的两侧。虽然反射部R1、R2形成在三角棱镜的斜面(全反射面)上，但不受此限制，也可以是反射镜，还可以利用内面反射。虽然本实施方式中，发光部P3发出的收敛光(一例第三收敛光)不经由反射部(例如反射面)直接会聚到合成部形成位置上，但也可以在聚光光学***LS3的聚光元件L3与合成部形成位置之间设置反射部(例如反射镜)，将收敛光偏转到x轴方向，在合成部形成位置上形成共轭像S3(参见图3，一例第三聚光部)。

图3是第一实施方式涉及的光源装置的合成部形成位置上从x轴方向看到的yx平面内的一例光强度分布图。共轭像S1～S3分别是发光部P1～P3的共轭像。发光部P3的共轭像S3被夹在发光部P1的共轭像S1和发光部P2的共轭像S2之间。而且，发光部P3的共轭像S3比发光部P1的共轭像S1和发光部P2的共轭像S2大。优选形成在合成部形成位置上的合成部中的共轭像S1、S2、S3的周边轮廓大致上呈矩形。

由于空间光调制器(例如，图像形成装置:微显示器等的面板)多为横长的矩形，因此光隧道LT形状被定为与空间光调制器的纵横比相应的矩形，优选是与该矩形的相似形。由于在合成部形成位置上形成的合成部为矩形，因此希望三个共轭像S1～S3也为矩形。通过消除共轭像S1～S3的边界部的凹陷，可以提高光的利用效率。

这样，第一实施方式涉及的光源装置2可以高效地合成三个以上收敛光的共轭像S1～S3，因此能够实现高亮度且明亮的光源装置2、以及使用该光源装置2的投影装置。

<第二实施方式>

本实施方式是在合成部形成位置上形成从四个方向的光源部射出的收敛光的共轭像的例子。在以下的说明中，省略说明与第一实施方式相同的构成。

图4A及图5是第二实施方式涉及的光源装置的一例构成的示意图。图4A显示从x轴方向看到的zy平面的光源装置2的一例构成。图5显示从y轴方向看到的xz平面的光源装置2的一例构成。图4B是第二实施方式涉及的光源装置具有的反射镜与光隧道之间的一例位置关系的示意图。

本实施方式的光源装置2至少在四个位置上具有发光部P1、P2、P3a、P3b(以下在不区别发光部P1、P2、P3a、P3b的情况下，记作发光部P)，通过与各发光部P对应的聚光光学***LS1、LS2、LS3a、LS3b，使各发光部P发出的收敛光会聚到合成部形成位置上。本实施方式中例举了光源装置2将从四个方向的光源(发光部P以及聚光光学***LS)射出的收敛光的共轭像形成在合成部形成位置上，但只要是在合成部形成位置形成至少从三个方向的光源部射出的收敛光的共轭像，并不受此限制。

聚光光学***LS1、LS2、LS3a、LS3b分别具有3个聚光元件L1～L3。聚光元件L1、L2设置在发光部P发出的收敛光的光路中离发光部P最近的位置，使发光部P发出的收敛光的光束会聚为大致平行。聚光元件L3将通过聚光元件L1、L2成为大致平行的光束会聚到合成部形成位置。即，发光部P的位置与合成部形成位置是共轭关系。

在聚光元件L3与合成部形成位置之间，发光部P1、P2、P3a、P3b各自发出的在收敛中的收敛光的光路在反射部R1、R2、R3a、R3b受到反射，被弯折(偏转)到同一个方向(x轴方向)。然后，经过反射部R1、R2、R3a、R3b偏转的四束收敛光相互邻接或一部分重叠，会聚光到合成部形成位置，形成合成部。

具体而言，反射部R3a是一例第三偏转部，将从与z轴方向的+方及z轴方向的－方不同的y轴方向的+方入射的收敛光(一例第三收敛光)偏转到x轴方向，在合成部形成位置上形成共轭像S3a。而反射部R3b是一例第三偏向部，将从与z轴方向的+方及z轴方向的－方不同的y轴方向的－方入射的收敛光(一例第三收敛光)偏转到x轴方向，在合成部形成位置上形成共轭像S3b。

在本实施方式中，反射部R3a与合成部形成位置之间的距离大于反射部R1、R2各自与合成部形成位置之间的距离。具体而言，收敛光光路上反射部R3a与合成部形成位置之间的距离大于收敛光光路上的反射部R1、R2分别与合成部形成位置之间的距离。

图6及图7是第二实施方式涉及的光源装置具有的一例反射部的示意图。在本实施方式中，棱镜具有的四个斜面(全反射面)相当于反射部R1、R2、R3a、R3b，反射部R1、R2、R3a、R3b成为一体的结构。虽然本实施方式中反射部R1、R2、R3a、R3b成为一体，但反射部R1、R2、R3a、R3b也可以分别由独立的棱镜或平面反射镜构成。而且，构成反射部R1、R2、R3a、R3b的棱镜的外径(zy平面上的外径)与光隧道LT的开口部(入射口)的外径相同。

当发光部P1、P2、P3a、P3b各自发出的收敛光在会聚途中受到反射部R1、R2、R3a、R3b反射时，如图7所示，可以增大反射部R1、R2、R3a、R3b各自反射光的面的反射面积。由此，提高反射部R1、R2、R3a、R3b反射发光部P1、P2、P3、P4各自发出的收敛光时的效率(反射率)。具体而言，加长反射部R1、R2、R3a、R3b在反射方向上的长度，使构成反射部R1、R2、R3a、R3的棱镜的外径大于光隧道LT的开口部(入射口)的外径。

图8A及图8B是第二实施方式的光源装置的合成部形成位置上从x轴方向看到的yx平面内的一例光强度分布图。共轭像S1、S2、S3a、S3b分别是由聚光光学***LS1、LS2、LS3a、LS3b形成的发光部P1、P2、P3a、P3b的共轭像。共轭像S3a、S3b在y轴方向上邻接成为一对形成在合成部形成位置上，并且，以夹着该对的方式，共轭像S1、S2在合成部形成位置上形成为与该对在z轴方向上邻接并夹着该对。即，共轭像S3a、S3b形成在共轭像S1和共轭像S2之间。

共轭像S1、S2、S3a、S3b为纵横长度不同的长方形(矩形)，在合成部形成位置形成的共轭像S1、S2、S3a、S3b整体上的形状(即合成部)也大致呈矩形。优选共轭像S1、S2、S3a、S3b如图8B所示，在合成部形成位置形成为与相邻的共轭像一部分重合。即，共轭像S1、S2、S3a、S3b中的至少两个共轭像相互邻接或一部分重叠形成在合成部形成位置上。此时，优选共轭像S1、S2、S3a、S3b中至少两个共轭像在其长边一方邻接或在一部分重叠。

返回图6及图7，反射部R1、R2、R3a、R3b在各自的共轭像S1、S2、S3a、S3b的短边一方反射发光部P1、P2、P3a、P3b各自发出的收敛光。在此，在共轭像S1、S2、S3a、S3b的短边一方反射是指，以与共轭像S1、S2、S3a、S3b的长边平行的方向为轴，偏转发光部P1、P2、P3a、P3b各自发出的收敛光，即，在图6所示的xz平面上，发光部P1、P2发出的收敛光的光路弯折，在图6所示的xy平面上，发光部P3a、P3b发出的收敛光的光路弯折。

当共轭像S1、S2、S3a、S3b为矩形时，在该矩形短边一方弯折发光部P发出的收敛光，与在矩形长边一方弯折相比，能够减少被排斥的收敛光。例如，当光的弯折方向为90度时，光的反射面相对于光束(光束宽度方向的中间附近)行进方向倾斜45度。另一方面，会聚过程中的收敛光的光束宽度，在跟前(镜头一方)和在内部(收敛位置一方)相比，前者相对较大。因此，在共轭像S1、S2、S3a、S3b为矩形的情况下，与在共轭像S1、S2、S3a、S3b的长边一方弯折发光部P发出的收敛光相比，在短边一方弯折时，发光部P发出的收敛光的光束宽度的变化较小。如果不扩大反射部R1、R2、R3a、R3b在x轴方向上的反射区域，用以让该反射区域覆盖与发光部P发出的收敛光的光束行进方向呈45度倾斜的反射部R1、R2、R3a、R3b的靠近透镜一方的光束宽度，那么，光束就会受到排斥，发光部P发出的收敛光的利用效率就会下降。

进一步详细而言，为了以更小的反射镜(反射部R1、R2、R3a、R3b)反射但尽量不让聚光光学***LS会聚的光(收敛光)受到排斥，将反射镜相对于收敛光的行进方向倾斜45度，在共轭像的短边一方反射，更能够减小反射镜的有效反射区域。相反，如果反射镜在共轭像的长边一方反射聚光光学***LS会聚的收敛光，则反射位置靠近会聚之前，如果不加大反射镜的宽度(x方向的宽度)，被排斥的收敛光的量就会增加。而当加大反射部R1、R2、R3a、R3b的x方向宽度时，由于各反射面相对于x轴倾斜45度，因此反射部R1、R2在z轴方向的宽度以及反射部R3a、R3b在y轴方向的宽度也变大。如图6所示，反射部R3a、R3b被夹在反射部R1、R2之间，因此，当y轴方向的宽度变大时，入射到反射部R3a、R3b的合成部形成位置一方的收敛光的光路与反射部R1、R2的合成部形成位置一方发生干涉。为此，入射反射部R3a、R3b的收敛光受到排斥的光量增加，有效反射光减少。因此，如图6所示，通过让反射部R1、R2、R3a、R3b在共轭像S1、S2、S3a、S3b的短边一方反射发光部P发出的收敛光，能够减小反射部的x方向的宽度，抑制该被排斥的收敛光的光量增加。

光隧道LT的入射口被设置在合成部形成位置上。在合成部形成位置上形成了发光部P1、P2、P3a、P3b发出的收敛光的共轭像S1、S2、S3a、S2b，这些共轭像S1、S2、S3a、S3b彼此相邻形成作为一个光源的合成部。会聚在合成部形成位置的收敛光的光束进入光隧道LT，在光隧道LT内多重反射，光隧道LT出口处的光强分布比光隧道LT入射口处的光强分布均匀。

这样，第二实施方式的光源装置2对于用于投影仪等投影装置采用的光源装置2中的导光元件，通过在将从不同方向入射的收敛光经过偏转而会聚到合成部形成位置上之际，使反射部R1、R2、R3a、R3b的偏转的转动轴的方向和与各反射部对应的合成部形成位置的聚光部(共轭像S1、S2、S3a、S3b)的长轴方向对齐成为平行，可以减少受到反射部排斥的收敛光的量，提高光的利用效率。

<变形例一>

图9是变形例一涉及的光源装置的一例构成的示意图。图9显示从y轴方向看到的xz平面上光源装置2的一例构成。本变形例是在棱镜的内面设置反射部R1、R2、R3a、R3b的例子。由此，能够使发光部P1、P2、P3a、P3b发出的收敛光在反射部R1、R2、R3a、R3b中受到全反射，因此能够提高光的利用效率。另外，当聚光光学***LS会聚的光束的NA(角度)变大，反射部R1、R2、R3a、R3b的全反射条件效率(偏差效率)降低时，也可以在反射部R1、R2、R3a、R3b上形成铝、银等金属作为反射镜。

图10是变形例一涉及的光源装置具有的一例反射部的斜视图。在本变形例中，反射部R1、R2、R3a、R3b是棱镜的全反射面。反射部R1、R2、R3a、R3b分别为矩形，形成在棱镜内，供发光部P发出的收敛光的光束在各聚光部(共轭像S)的短边一方受到弯折。反射部R3a设置在在y轴方向负方，反射部R3b设置在y轴方向正方。然后，反射部R3a、R3b将发光部P发出的收敛光的行进方向弯折到x轴方向。反射部R3a、R3b折弯发光部P发出的收敛光的光路的方向为聚光部S3a、S3b的短轴方向。棱镜中反射部R1、R2被设置为如图10所示，将反射部R3a、R3b夹在中间。反射部R1、R2也与反射部R3a、R3b相同，将发光部P发出的收敛光的光路弯折到聚光部S1、S2的短轴方向。

图11A是变形例一涉及的光源装置所具有的一例棱镜以及光隧道的斜视图。图11B是变形例一涉及的光源装置具有的一例棱镜以及光隧道的截面图。光隧道LT既可以是玻璃棒等内部反射型的光隧道，也可以是其内部形成了四面镜子的光隧道。由此，可以减少经反射部R1、R2、R3a、R3b反射的收敛光的损失，使收敛光进入光隧道LT内，提高光利用效率。

<第三实施方式>

本实施方式举例说明将波长变换部作为发光部使用，该波长变换部受到激发光照射，将该激励光变换为与该激发光不同波长区域的收敛光后射出。以下省略与上述实施方式相同构成的说明。

图12A是第三实施方式涉及的光源装置的一例构成的示意图。图12B是第三实施方式涉及的光源装置具有的反射镜与光隧道的一例位置关系的示意图。虽然上述实施方式将LED光源、LD等自发光的光源的发光部P和聚光光学***LS作为光源部，但本实施方式示例了将射出激发光的激发光源LD1～LD3、受到该激发光照射而变换为具有与该激发光不同的波长区域的收敛光后射出光束的波长变换部Q1～Q4、以及聚光光学***LS，作为光源部。

本实施方式涉及的光源装置2具有多个激发光源LD1～LD3，将该多个激发光源LD1～LD3各自发光的激发光(光线)集束会聚在大致一处，照射波长变换部Q1～Q4。具体而言，多个激发光源LD1～LD3发出的激发光经过聚光透镜CL1～CL3会聚后，通过进行集束的聚光元件L4、L5，将经过会聚的激发光束导向反射镜M1。反射镜M1设置在聚光元件L2和聚光元件L3之间，将激发光的光路向聚光元件L2的方向折弯。激发光由聚光元件L1、L2会聚，在会聚位置的附近设有波长变换部Q1～Q4。

波长变换部Q1～Q4在受到激发光照射后，将该激发光变换为不同波长区域的收敛光后射出。波长变换部Q1～Q4可以是在平板板上形成有荧光体的荧光体板、将该荧光体板做成圆盘状的旋转体。

图13是第三实施方式涉及的光源装置具有的波长变换部的一例构成的示意图。在本实施方式中，波长变换部Q1～Q4为圆盘状的旋转体，具有外周边缘上涂布有荧光体的波长变换区域和反射激发光的反射区域(不变换激发光的波长区域直接射出的反射区域)。虽然本实施方式中波长变换部Q1～Q4在其外周边缘具有波长变换区域及反射区域，但也可以在整个外周边缘上的形成波长变换区域。

当波长变换部Q1～Q4通过驱动装置旋转时，在波长变换部Q1～Q4中激发光照射的激发光照射点上，波长变换区域和反射区域交替出现。然后，波长变换部Q1～Q4在某一时间***出波长区域被变换后的收敛光(波长变换光、荧光光)，在其他时间***出激发光的波长区域未经变换的收敛光(反射光)。波长转换光和反射光与上述实施方式中的发光部P所发出的收敛光相同，被照射到合成部形成位置。即，在本实施方式中，波长变换光在合成部形成位置上形成共轭像S1、S2、S3a、S3b。

在此，激励光源LD1～LD4通过例如二维排列多个半导体激光器，整体上成为矩形的光源，可以使照射到波长变换部Q1～Q4上的激励光照射光点的集合体形状大致成为矩形。而当波长变换部Q1～Q4上形成的激发光照射光点的集合体形状大致成为矩形时，由波长变换部Q1～Q4的激发光照射光点激发的波长变换光的发光形状也大致为矩形。进而，当波长变换光的发光形状大致为矩形，则与上述的实施方式相同，由聚光光学***LS1～LS4在合成部形成位置上形成的照射光点的形状也大致为矩形。

虽然本实施方式以激发光照射光点的集合体的形状为大致矩形而使波长变换光的发光形状也大致为矩形为前提进行了说明，但只要波长变换光的发光形状为具有长轴(或短轴)的形状，就不受此限制。例如，也可以将波长转换光的形状做成椭圆或圆角长方形等形状。即，只要激发光所得到的波长变换光通过光学***在共轭位置(合成部形成位置)上形成的共轭像S具有长轴，则通过以该长轴为轴进行偏转，可以得到与本实施方式相同的效果。或者，即使激发光照射点的集合体的形状为矩形，根据光学***所具有的像差，即使共轭像S不是严格地为矩形，只要是具有长轴的形状，也可以适用于例如椭圆或圆角长方形等。

在本实施方式中，激发光源LD1～LD4是将半导体激光器在长边方向设置4列且在短边方向设置3列的激发光源。也就是说，激发光源LD1～LD4具有12个半导体激光器，整体上呈矩形的光源。虽然本实施方式的激发光源LD1～LD4中半导体激光器在长边方向上设置4列且短边方向设置3列，但并不受此限制，也可以改变多个半导体激光器设置的间距和数量，调整多个半导体激光器的矩形配置的纵横比。例如，半导体激光器可以在长边方向设置4列，在短边方向设置7列。

图14是第三实施方式涉及的光源装置中波长变换部所形成的一例激发光照射光点形状的示意图。在波长变换部Q1～Q4上形成激励光源LD1～LD4所具有的半导体激光器的像，为此如图14所示，形成分布有设置为矩形的半导体激光器的像。也可以将对波长变换部Q1～Q4照射的激发光的焦点位置稍微错开，或者通过具有聚光元件L2、L4、L5的聚光光学***的设计，使波长变换部Q1～Q4上各照射光点的一部分重叠。

图15是第三实施方式涉及的光源装置中波长变换部发出的一例荧光光的示意图。在本实施方式中，波长变换部Q1～Q4发出的荧光光比该波长变换部Q1～Q4的激发光照射光点的尺寸稍大，波长变换部Q1～Q4具有的多个半导体激光器连续(邻接)设置，各波长变换部Q1～Q4的发光形状整体上呈矩形。

这样，第三实施方式涉及的光源装置2可以得到与第二实施方式相同的作用效果。

图16是具有第一至第三实施方式的光源装置的投影装置的一例构成的示意图。在第三实施方式涉及的光源装置2中，也可以用射出蓝色激发光的激发光源作为激发光源LD1～LD4，用黄色荧光体作为波长变换部Q1～Q4(波长变换区域)。除波长变换区域以外，波长变换部Q1～Q4(例如荧光体轮)还可以设置反射区域，使荧光光和反射光交替射出。由此，通过将从激励光源LD1～LD4射出的激励光作为蓝色激励光，从波长变换部Q1～Q4射出白色的荧光光。

投影装置1使作为黄色、绿色以及红色的滤色器(即所谓的色轮)的照明光学***3旋转，通过使其旋转与波长变换部Q1～Q4(荧光体轮)和激发光源LD1～LD4同步，可以得到RGB彩色三原色的光。即，照明光学***3具有例如1片以上的透镜或1个以上的反射面等，用从光源装置2射出的光，大致均匀地照射后述的光空间调制器4。

然后，投影装置1将照明光学***3得到的RGB三原色光入射光空间调制器4，用投射光学***5将在该光空间调制器4中经过调制的光的像放大，作为投射图像放大投射到屏幕上。也就是说，光空间调制器4起到图像形成元件(例如，DMD:Digital Mirror Device)的作用，作为一个示例，将从光源装置2射出的光作为图像光射出。另外，投射光学***5起到投射光学***作用，作为一个示例，具有例如1片以上透镜，将从光空间调制器4射出的图像光投射到屏幕等被投射物上。

或者，投影装置1也可以在光源装置2中由蓝色的激励光生成白色的光，通过照明光学***3生成RGB三原色的光，将该生成的光以分时入射光空间调制器4，合成单色图像，将彩色图像作为投射图像投射到屏幕上。

具有第一至第三实施方式涉及的光源装置2的投影装置1，其中的光源装置2的光的利用效率高，因此能够将明亮的投射图像投射到屏幕上。

<变形例二～四>

图17～19是用于说明在变形例二至四所涉及的光源装置中收敛光照射合成部形成位置的示例的示意图。变形例二至四与第二实施方式相同，将4个发光部P发出的收敛光通过以图17～图19所示的设置关系设置的反射部R1、R2、R3a、R3b反射，照射合成部形成位置。由此，在任何一个变形例中，在合成部形成位置上均形成4个发光部P各自发出的收敛光的共轭像S1、S2、S3a、S3b。在任何一个变形例中，在合成部形成位置上，共轭像S3a均被形成为夹在共轭像S1、S2之间。在任何一个变形例中，从发光部P发出的收敛光通过反射部R1、R2、R3a、R3b在共轭像S1、S2、S3a、S3b的短边一方弯折(即，以平行于共轭像S1、S2、S3a、S3b的长边的方向为轴弯折)。

<变形例五>

图20是变形例五涉及的光源装置在合成部形成位置上照射收敛光一例示意图。在变形例五的光源装置2中，三个发光部P发出的收敛光的共轭像S1～S3彼此邻接或其一部分重叠，形成在合成部形成位置上。也就是说，本变形例的光源装置2在合成部形成位置形成从3方向的光源部射出的收敛光的共轭像S1～S3。共轭像S1～S3均是具有短边和长边的大致矩形的收敛光的像。而且，三个发光部P发出的收敛光中，至少一个收敛光在其光路中设置在合成部形成位置的跟前的反射部R3的短边一方收到弯折。由此，反射部R3中受到排斥的收敛光减少，能够提供光的利用效率高的光源装置2。

符号说明

1投影装置，2光源装置，3照明光学***，4光空间调制器，5投射光学***，CL1、CL2、CL3聚光透镜，LS1、LS2、LS3、LS3a、LS3b聚光光学***，L1、L2、L3、LS3a、LS3b聚光元件，L1、LD2、LD3激发光源，LT光隧道，M1反射镜，P1、P2、P3、P3a、P3b发光部，Q1、Q2、Q3、Q4波长变换部，R1、R2、R3a、R3b反射部，S1、S2、S3、S3a、S3b共轭像。

Claims (15)

1.一种导光部件，其将从不同方向入射的多束收敛光偏转到射出方向，将该多束收敛光会聚到与该射出方向垂直的聚光面上合成，其中具备

第一偏转部，将从第一方向入射的第一收敛光偏转到所述射出方向，在所述聚光面上形成第一聚光部；

第二偏转部，将从与所述第一方向不同的第二方向入射的第二收敛光偏转到所述射出方向，在所述聚光面上形成第二聚光部；以及

第三偏转部，将从与所述第一方向和所述第二方向不同的第三方向入射的第三收敛光偏转到所述射出方向，在所述聚光面上形成第三聚光部，

所述第一偏转部以平行于所述第一聚光部的长轴的方向为轴，偏转所述第一收敛光，

所述第二偏转部以平行于所述第二聚光部的长轴的方向为轴，偏转所述第二收敛光，

所述第三偏转部以平行于所述第三聚光部的长轴的方向为轴，偏转所述第三收敛光。

2.根据权利要求1所述的导光部件，其中，所述第一聚光部、所述第二聚光部以及所述第三聚光部之中至少两个聚光部彼此相邻或部分重叠。

3.根据权利要求1或2所述的导光部件，其中，在所述聚光面上，所述第一聚光部、所述第二聚光部、以及所述第三聚光部合成后的合成部的形状为矩形。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的导光部件，其中，所述第一聚光部、所述第二聚光部、以及所述第三聚光部为矩形。

5.根据权利要求2所述的导光部件，其中，所述第一聚光部、所述第二聚光部、以及所述第三聚光部之中至少两个聚光部在长边一方彼此相邻或部分重叠。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的导光部件，其中，所述第三聚光部形成在所述第一聚光部和所述第二聚光部之间。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的导光部件，其中，所述第一聚光部、所述第二聚光部、以及所述第三聚光部彼此相邻或重叠。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的导光部件，其中，所述第三偏转部与所述聚光面之间的距离大于所述第一偏转部和所述第二偏转部各自与所述聚光面之间的距离。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的导光部件，其中，所述第一偏转部、所述第二偏转部、所述第三偏转部为反射面。

10.根据权利要求1至8中任意一项所述的导光部件，其中，所述第一偏转部、所述第二偏转部、以及所述第三偏转部是棱镜的全反射面。

11.一种光源装置，其中具备

多个射出多束收敛光的光源部；以及

根据权利要求1至10中任意一项所述的导光部件。

12.根据权利要求11的光源装置，其中，所述光源部具备

激发光源，其射出激发光；以及

波长变换部，用于射出对入射的所述激发光的波长进行了变换的波长变换光，

所述波长变换光形成所述第一聚光部、所述第二聚光部、以及所述第三聚光部。

13.根据权利要求12所述的光源装置，其中，从所述激发光源射出的激发光的光点的形状为矩形。

14.根据权利要求11至13中任意一项所述的光源装置，其中，还具备光均化元件，该光均化元件具有位于所述聚光面附近的矩形开口部。

15.一种投影装置，其中具备

权利要求11至14中任意一项所述的光源装置；

图像形成元件，将从所述光源装置射出的光作为图像光射出；以及

投射光学***，将所述图像光投射到被投射物上。

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